Ethernet 800G: un nuevo estándar en redes

A medida que los centros de datos, la computación en la nube y las aplicaciones de inteligencia artificial (IA) superan los límites del rendimiento de la red, Ethernet 800G emerge como una tecnología transformadora que ofrece una velocidad y un ancho de banda sin precedentes. Con velocidades de datos de 800 gigabits por segundo, Ethernet 800G satisface la creciente demanda de redes de alto rendimiento y baja latencia en las infraestructuras modernas. Esta guía completa explora qué es Ethernet 800G, sus fundamentos técnicos, beneficios y aplicaciones, proporcionando a los profesionales de TI información práctica para preparar sus redes para el futuro. Ya sea que esté actualizando un centro de datos o implementando cargas de trabajo impulsadas por IA, comprender Ethernet 800G es esencial para mantenerse a la vanguardia en redes de alto rendimiento.

¿Qué es Ethernet 800G?

Ethernet 800G es una tecnología de red de alta velocidad diseñada para satisfacer las necesidades de las comunicaciones modernas, con una asombrosa velocidad de transmisión de datos de 800 gigabits por segundo (800 Gbps). Esta velocidad duplica la de la generación anterior de Ethernet 400G, lo que proporciona un sólido soporte para centros de datos, servicios en la nube y aplicaciones de alto ancho de banda.

Se ejecuta a través de 8 canales, cada uno de los cuales transmite a una velocidad de 100 Gbps, lo que duplica la velocidad de transmisión en comparación con los 50 Gbps por canal de la señal PAM4 de la generación anterior. Esta capacidad de transmisión de alta velocidad permite que Ethernet de 800 G alcance un mayor rendimiento y un mejor rendimiento de red en centros de datos a gran escala y entornos de nube, lo que agiliza y optimiza las comunicaciones de datos.

La implementación de Ethernet 800G se basa en hardware de red avanzado y módulos ópticos que no solo admiten la transmisión de datos a alta velocidad, sino que también adoptan un diseño de bajo consumo para mejorar la eficiencia energética. El Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE) es responsable de la estandarización de Ethernet 800G para garantizar una interoperabilidad fluida entre equipos de diferentes proveedores. Este proceso de estandarización es fundamental para construir una red global unificada y eficiente. Este proceso permite que Ethernet 800G alcance su máximo potencial en diferentes escenarios de aplicación.

Ventajas de Ethernet 800G

Ethernet de 800 G representa un gran avance, ya que proporciona el alto ancho de banda, la baja latencia y la escalabilidad necesarios para soportar cargas de trabajo de última generación. A continuación, se presentan las principales ventajas de Ethernet de 800 G en el entorno tecnológico actual, en constante evolución:

• Ancho de banda ultra alto: Ethernet de 800 G proporciona una velocidad de transmisión de hasta 800 Gbps, el doble que Ethernet de 400 G. Este ancho de banda ultraalto satisface fácilmente las necesidades de transmisión de conjuntos de datos a gran escala, lo que resulta especialmente adecuado para escenarios como el entrenamiento de inteligencia artificial, la computación de alto rendimiento (HPC), el análisis de datos en tiempo real y el almacenamiento a gran escala. Por ejemplo, el entrenamiento de modelos de IA suele requerir el procesamiento de datos a nivel de TB en un corto período de tiempo. Ethernet de 800 G es ideal para el entrenamiento de IA, ya que puede acortar significativamente el tiempo de transmisión de datos y mejorar la eficiencia computacional.

• Baja latenciaEthernet 800G combina tecnologías de red avanzadas como RoCEv2 (RDMA sobre Ethernet Convergente) y Control de Flujo Prioritario (PFC) para reducir significativamente la latencia de la red. RoCEv2 implementa el acceso directo remoto a memoria (RDMA) sobre Ethernet, evitando la sobrecarga de procesamiento de la CPU para lograr una transmisión de datos con una latencia ultrabaja. Esto es fundamental para aplicaciones con tiempos de respuesta limitados, como la conducción autónoma, las transacciones financieras y el razonamiento de IA en tiempo real, ya que garantiza un procesamiento y una respuesta rápidos de los datos.

• Alta escalabilidadEthernet 800G está diseñado para ser altamente escalable y soportar la expansión dinámica de los centros de datos y futuras actualizaciones tecnológicas. Su arquitectura modular permite a las empresas ampliar gradualmente la capacidad de la red sin reemplazar los equipos principales para adaptarse a las crecientes necesidades del negocio. Esta escalabilidad no solo reduce el costo de la inversión inicial de la empresa, sino que también garantiza la disponibilidad continua de la infraestructura de red durante muchos años.

• Estándares abiertos e interoperabilidad: Ethernet 800G se basa en estándares de red abiertos y facilita la interoperabilidad fluida entre equipos de diferentes proveedores. En comparación con las redes propietarias (como InfiniBand), esta apertura reduce el riesgo de dependencia de un proveedor y permite a las empresas elegir con flexibilidad el hardware y el software que mejor se adapten a sus necesidades. Al mismo tiempo, los estándares abiertos también promueven la innovación tecnológica y la competencia en el mercado, reduciendo aún más los costes.

• Rentabilidad Aunque la inversión inicial de Ethernet 800G puede ser mayor, puede reducir significativamente el costo total de propiedad (TCO) a largo plazo. Al aprovechar estándares abiertos y componentes comerciales, Ethernet 800G reduce los costos de adquisición de hardware y los gastos de mantenimiento. Además, su alto ancho de banda y baja latencia pueden mejorar la eficiencia operativa de los centros de datos, reducir el consumo de energía y los costos operativos, y, por lo tanto, generar un mayor retorno de la inversión (ROI) para las empresas.

• Potente gestión y automatización de redesEthernet 800G admite funciones avanzadas de gestión de red, como las redes definidas por software (SDN). La tecnología SDN permite a los administradores de red optimizar la asignación de recursos mediante un control centralizado y una configuración dinámica, lo que mejora la flexibilidad y la capacidad de respuesta de la red. Además, Ethernet 800G puede combinarse con tecnología de IA para lograr una optimización inteligente de la red y la predicción de fallos, lo que mejora aún más la fiabilidad y el rendimiento de la red.

• Compatibilidad orientada al futuroEthernet de 800 G no solo satisface las necesidades actuales de computación de alto rendimiento, sino que también respalda el desarrollo tecnológico futuro. Por ejemplo, se conecta sin problemas a tecnologías de red de última generación (como Ethernet de 1.6 Tbps) y aplicaciones emergentes (como la computación cuántica y la computación de borde). Este diseño innovador garantiza que las empresas no tengan que reemplazar la infraestructura existente a gran escala al actualizar su tecnología, lo que reduce los costos de actualización en el futuro.

• Seguridad mejoradaA medida que aumenta la velocidad de transmisión de datos, también aumentan los riesgos de seguridad de la red. Ethernet 800G protege la seguridad de la transmisión de datos mediante la integración de tecnologías de seguridad avanzadas como el cifrado de extremo a extremo, la arquitectura de confianza cero y la monitorización de la red en tiempo real. Estas medidas pueden prevenir eficazmente la fuga de datos y los ciberataques, garantizando la seguridad de la información confidencial, especialmente al procesar datos de entrenamiento de inteligencia artificial y aplicaciones empresariales críticas.

• Apoyo a los centros de datos ecológicosEthernet 800G está diseñado con la optimización de la eficiencia energética en mente. Mediante el uso de tecnología de chip eficiente y soluciones de refrigeración avanzadas, los dispositivos 800G pueden reducir el consumo de energía a la vez que ofrecen un alto ancho de banda. Esto es fundamental para la construcción de centros de datos ecológicos, especialmente a medida que la atención mundial al desarrollo sostenible continúa creciendo.

• Arquitectura de red simplificadaEthernet 800G permite integrar múltiples enlaces de baja velocidad en un único enlace de alta velocidad, simplificando así la arquitectura de red. Esta integración no solo reduce la complejidad del cableado y la cantidad de dispositivos, sino que también reduce la dificultad y el coste de la gestión de la red. Al mismo tiempo, la arquitectura de red simplificada también mejora la fiabilidad y la facilidad de mantenimiento del sistema.

Ethernet de 800 G: una solución para satisfacer las demandas masivas de datos

Con el rápido desarrollo de las tecnologías de inteligencia artificial y aprendizaje automático, la cantidad de datos se ha disparado. Por ejemplo, en el entrenamiento de grandes modelos de inteligencia artificial, desde GPT-1 hasta GPT-4, el número de parámetros del modelo se ha disparado de 110 millones a 500 mil millones, y se espera que supere el billón en un futuro próximo. Esta enorme cantidad de datos exige una capacidad de transmisión extremadamente alta de la red. La institución de investigación Trend Force señaló que el modelo GPT-3.5 requiere 20,000 100 GPU para utilizar la tarjeta gráfica A800 de NVIDIA para procesar los datos de entrenamiento. En este caso, resulta difícil que la tecnología de red tradicional satisfaga las necesidades, y Ethernet de XNUMX G se ha convertido en la opción ideal para afrontar este reto gracias a su altísimo ancho de banda y velocidad de transmisión.

En el centro de supercomputación de un gran clúster de computación, la computación, el almacenamiento y la transmisión de red son los tres enlaces principales que constituyen la computación avanzada. Cualquier retardo en cualquier enlace afectará gravemente el rendimiento de todo el sistema. Por lo tanto, los proveedores de servicios en la nube han implementado activamente Ethernet de 800G para resolver el cuello de botella en la transmisión del sistema y garantizar el uso completo de los recursos informáticos, mejorando así la eficiencia informática general.

Arquitectura técnica y especificaciones estándar

La especificación Ethernet 800G está diseñada considerando plenamente la compatibilidad con las tecnologías existentes. Utiliza ocho canales de 106 Gb/s y 2xClause119PCS (del estándar 400G) para conectar una única MAC a 800 Gb/s. Esta arquitectura puede crear una interfaz 800G mediante dos 400GPMD (como dos módulos 400GBASE-DR4), pero se requiere una gestión adecuada de las desviaciones para garantizar el cumplimiento de la especificación. Además, la arquitectura también admite interfaces más lentas, como 8×106.25G o configuraciones más lentas, pero el enfoque principal sigue siendo la implementación de 8×106.25G.

La funcionalidad de 800 Gb/s se logra mediante el uso de dos subcapas de codificación física (PCS) de 400 Gb/s. Estas dos subcapas incorporan corrección de errores de avance (FEC) integrada, y cada una admite ocho canales de 106.25 G. El estándar IEEE802.3400 Gb/s utiliza tecnología de distribución multicanal (MLD) para distribuir los datos de un único canal de control de acceso al medio (MAC) a 16 canales PCS. En el estándar 800G, se utilizará una MAC extendida a 800 Gb/s y dos PCS de 400 Gb/s modificada para gestionar 8 canales de 100 G. De esta forma, se obtendrá un total de 32 canales PCS (2×16 del estándar 400G), todos ellos con la FEC RS(544,514) definida en el estándar 400G.

Un componente clave del proceso de segmentación MLD es el uso de marcadores de alineación (AM) únicos para cada canal virtual. A 400 Gb/s, los AM se insertan en el flujo de datos segmentado cada bloque de 163,840 257 x 800 b. A 400 Gb/s, este proceso continúa con el mismo espaciado para cada flujo de 800 Gb, pero se inserta y modifica el doble de AM para garantizar la correcta sincronización de los flujos de 400 Gb/s y evitar la desalineación con los puertos de 802.3 Gb/s. El estándar 2ck gestiona las interfaces chip a módulo (C2M) y chip a chip (C106.25C), con una capacidad de XNUMX Gb por canal.

El poder de transformar el panorama industrial

La aparición de Ethernet 800G sin duda tendrá un profundo impacto en varias industrias, especialmente aquellas que necesitan procesar cargas masivas de datos.

En el sector de las telecomunicaciones, permite a los proveedores soportar una mayor carga de clientes sin comprometer la calidad del servicio, satisfaciendo así las crecientes necesidades de comunicación. Las instituciones financieras dependen de las transacciones en tiempo real, y Ethernet 800G puede ayudarles a procesar grandes cantidades de datos con mayor rapidez y seguridad, mejorando la eficiencia de las transacciones y la capacidad de control de riesgos. En la industria del entretenimiento, la transmisión de vídeo de alta definición y las plataformas de juegos en línea se beneficiarán enormemente de la menor latencia y el mayor ancho de banda que ofrece Ethernet 800G, ofreciendo a los usuarios una experiencia más fluida e inmersiva.

El sector sanitario también experimentará cambios. Ethernet 800G permite transmitir rápidamente grandes conjuntos de datos desde sus fuentes a plataformas de análisis, acelerando así el procesamiento de datos. Por ejemplo, las organizaciones sanitarias pueden utilizar estas redes para analizar los historiales médicos de un gran número de pacientes y mejorar los resultados de diagnóstico y tratamiento. Los vehículos autónomos se basan en mapas de alta resolución y datos de sensores para un posicionamiento preciso y una percepción del entorno, y la tecnología Ethernet 800G les proporcionará una transmisión de datos más rápida, mejorando así la seguridad y la fiabilidad de los sistemas de conducción autónoma.

Además, a medida que las empresas adoptan cada vez más tecnologías de inteligencia artificial y aprendizaje automático, la demanda de redes más rápidas y eficientes seguirá en aumento. Ethernet 800G está preparada para afrontar este reto, garantizando que las empresas puedan aprovechar al máximo las tecnologías de vanguardia sin verse limitadas por las limitaciones de la red. Se convertirá en un motor clave de la transformación digital empresarial y las ayudará a destacar en la feroz competencia del mercado.

Resumen

Ethernet 800G es más que una solución de red más rápida; es un componente fundamental de la próxima generación de infraestructura digital. A medida que los centros de datos, las empresas y los proveedores de servicios continúan expandiéndose, la adopción de Ethernet 800G es esencial para mantenerse al día con el panorama tecnológico en constante evolución. Al invertir ahora en Ethernet 800G, las empresas pueden disfrutar de las ventajas de un mayor rendimiento, eficiencia energética y escalabilidad, a la vez que están totalmente preparadas para lo que el futuro les depare.