400G 데이터 센터 솔루션: 스위치, 스마트 NIC 및 광학 모듈

400G 데이터 센터 네트워크 시장은 데이터 센터 네트워크의 성장을 가속화하기 위해 더 큰 처리량 스위칭 칩, 고속 광 커넥터 및 폭발적인 데이터 성장이 결합되어 빠르게 성장하고 있습니다.

또한 5G의 강력한 성장과 비디오 기반 데이터 전송의 급속한 성장으로 인해 데이터 센터는 빠르게 증가하는 데이터 및 대역폭 집약적 애플리케이션에 대한 수요를 충족하기 위해 용량을 업그레이드해야 합니다. 이러한 모든 요소는 데이터 센터 트래픽의 지속적인 성장과 고용량 400G 데이터 센터 네트워크 솔루션에 대한 수요를 주도하고 있습니다. 데이터 집약적인 애플리케이션에 대한 용량 요구 사항의 급증이 현재의 고속 전송 용량을 훨씬 초과함에 따라 400G는 광섬유 연결에 대한 긴급한 요구를 더 잘 충족하기 위해 상대적으로 낮은 OpEx와 더 작은 설치 공간을 갖춘 진화하는 기술이 될 준비가 되어 있습니다.

400G 네트워킹 개요

지난 수십 년 동안 우리는 이더넷 속도가 1G, 10G/40G에서 25G/100G로 이동하는 것을 목격했으며 이더넷 산업은 더 높은 네트워크 속도를 달성하기 위해 계속해서 혁신하고 있습니다. 400G 네트워킹이 무엇인지 다루기 전에 데이터 센터 네트워킹 대화에서 400G가 정의되고 사용되는 다양한 방식을 이해해야 합니다.

400G: 100G 및 400G라는 용어는 인터페이스 서버 속도, 즉 단일 채널의 전송 용량을 나타냅니다. 종종 단일 인터페이스의 전송 속도를 구두로 설명하는 데 사용되며 때때로 400GbE 및 400Gb/s와 혼용하여 사용됩니다.

400GbE: 이더넷 인터페이스의 단일 링크를 통해 전송할 수 있는 차세대 용량 속도를 나타냅니다. 802.3GbE 물리적 계층, 관리 매개변수 및 미디어 액세스 제어(MAC) 매개변수가 충족해야 하는 IEEE 400bs 인증 표준을 기반으로 합니다.

400Gb/s: 데이터 전송 속도를 말하며 일반적으로 장치 포트에서 지원하는 최대 전송 속도 또는 광 커넥터의 전송 속도를 나타냅니다.

400G 네트워크 작동 원리

우리는 100G 전송을 완료하기 위해 단일 인터페이스에서 25개의 NRZ 변조 100G 신호를 사용하는 400G 네트워크에 익숙할 것입니다. 이더넷 전송 속도는 일반적으로 단일 채널 전송 속도를 높이고 채널 수를 늘리는 두 가지 방법으로 증가하며, 50G는 단일 채널 전송을 정확하게 두 배로 늘리고 PAM4 변조 기술을 통해 400개의 XNUMXG 신호를 전송하여 채널 수를 두 배로 늘려 XNUMXG를 달성합니다. 전송(QSFP-DD).

PAM4 전송 원리

400G 네트워크 배치의 장점

더 높은 전송 밀도: 100G 스위치를 예로 들면 NVIDIA 100G 스위치 SN2700/3700C의 포트 밀도는 32*100G/U인 반면, 400G 스위치 SN4700은 32U 패널에 400개의 1G QSFPDD 포트가 있어 같은 높이에서 XNUMX배 더 높은 밀도입니다.

낮은 전송 전력 소비: 중국표준화국 승인 에 대한 에너지 효율 및 에너지 효율 등급의 최대 허용 값 데이터 센터 11년 2021월 100일에 전송 에너지 소비를 줄이는 방법을 데이터 센터의 최우선 순위로 만듭니다. 400G에 비해 XNUMXG는 정보 전송 단위당 에너지 소비가 적고 에너지 절약 및 환경 보호 요구에도 부합합니다.

확장성: 100G QSFP28 포트는 일반적으로 100G에서 100G 및 100G에서 4X25G의 두 가지 전송 모드를 지원합니다. NVIDIA SN400이 탑재된 4700G 스위치는 400G ~ 400G, 400G ~ 2X200G, 400G ~ 4X100G, 400G ~ 8X50G 및 다양한 네트워크 아키텍처를 충족할 수 있는 기타 전송 모드를 지원합니다.

NVIDIA SN4700 스위치에서 지원하는 포트 모드

400G 네트워크의 동향

트렌드 1: QSFP-DD. QSFP-DD는 예외 없이 구리 또는 장거리 광섬유 등 모든 연결 케이블에 대해 일관된 공통 폼 팩터를 지원하는 최초의 제품입니다. 65개 조직으로 구성된 QSFP-DD 다중 소스 계약(MSA) 그룹도 QSFP-DD 외부 사양을 위한 CMIS(공통 관리 인터페이스 사양) 버전 4.0을 출시했습니다. 400G 채택이 증가함에 따라 QSFP-DD는 데이터 센터 시장에서 가장 높은 포트 대역폭 밀도로 가장 작은 400개 모듈을 제공할 것이며 CMIS는 이를 보장하는 데 도움을 줄 것입니다. QSFP-DD 모듈 널리 배포된 40G/100G/200G 제품을 포함하여 모든 QSFP 기반 트랜시버와 역호환됩니다. 강력한 성능으로 널리 알려진 QSFP-DD는 400G 데이터 센터 네트워크에서 고밀도, 고속 플러그형 모듈로 사용하는 데 가장 적합합니다.

트렌드 2: RoCE(수렴형 이더넷을 통한 원격 직접 메모리 액세스). 400G 데이터 네트워크는 데이터 센터에서 RoCE 기술 채택을 가속화하는 데 핵심입니다. RDMA는 네트워크 어댑터가 애플리케이션 메모리와 직접 데이터를 전송할 수 있도록 하는 무복제 네트워크를 지원하므로 애플리케이션 메모리와 운영 체제의 데이터 버퍼 간에 데이터를 복제할 필요가 없습니다. 특히 RoCEv2 프로토콜은 L3 경계에서 RDMA를 지원합니다.

트렌드 3: 똑똑한 NIC. SmartNIC의 등장은 데이터 센터의 새로운 대규모 대역폭 요구 사항을 충족하는 400G에서 핵심적인 역할을 합니다. 최신 버전의 SmartNIC는 25G/50G/100G/200G 포트 400개 또는 50G 포트 4개와 4.0G PAMXNUMX SerDes 기능과 PCIE XNUMX 호스트 연결을 갖춘 이더넷 연결을 제공합니다. 우리는 SmartNIC를 네트워크 프로그래밍 기능을 개선하고 데이터 센터 효율성을 높이는 데 중요한 애플리케이션 부하 분산을 가속화하는 데 필수적인 부분으로 봅니다.

FiberMall의 전체 스택 네트워크 솔루션

FiberMall은 고속 네트워크의 개발 동향과 광전자 장치 기술의 혁신에 대한 이해를 바탕으로 고객에게 풀 스택 네트워크 솔루션을 제공합니다.

FiberMall의 데이터 센터용 400G 네트워크 솔루션

스위치

FiberMall은 스위치 측에 SN4410/SN4700을 각각 리프/스파인 스위치로 제공하고, Spectrum-3 기반 SN4000 시리즈 스위치는 최대 400G 전송 속도와 함께 고급 네트워크 가상화 기술, 고성능, 단일 채널 VXLAN 라우팅 및 IPv6/멀티프로토콜 레이블 스위칭(MPLS) 세그먼트 라우팅, RoCE 기반 및 GPUDirect 기반 애플리케이션을 위한 견고한 고대역폭 데이터 경로를 지원합니다.

엔비디아 스위치

스마트NIC

FiberMall은 NIC 측에서 NVIDIA ConnectX SmartNIC를 제공하며, NVIDIA ASAP2(Accelerated Switching and Datagram Processing Technology®)를 특징으로 합니다. 이는 인터넷 프로토콜(IP) 데이터그램을 전송할 때 CPU 부하를 줄이는 동시에 네트워크 성능을 가속화하여 애플리케이션 실행을 위한 프로세서 사이클을 더 많이 확보합니다. ConnectX 스마트 카드는 타의 추종을 불허하는 RoCE 성능을 통해 대역폭 및 지연에 민감한 애플리케이션에 효율적이고 고성능의 원격 직접 메모리 액세스(RDMA) 서비스를 제공합니다. 또한 ConnectX의 성능과 프로그래밍 가능한 ARM 코어 및 기타 하드웨어 오프로드를 결합하여 소프트웨어 정의 스토리지, 네트워킹, 보안 및 워크로드에 전력을 공급하는 NVIDIA Bluefield DPU도 제공됩니다.

엔비디아 스마트NIC

광학 모듈

네트워크 연결을 위해 서버는 FiberMall의 200G QSFP-DD - 2x100G QSFP28 NRZ DAC 브레이크아웃 케이블 48*100G NIC 포트를 하나의 SN4410에 연결합니다. 스위치 연결을 위해 FiberMall 400G QSFP-DD SR8 광 모듈을 사용하여 두 개의 SN4700을 연결하도록 선택할 수 있습니다.

FiberMall 400G QSFP-DD SR8

FiberMall은 광학 네트워킹 솔루션의 선도적인 제공업체이자 NVIDIA 네트워킹 제품의 엘리트 파트너로서 NVIDIA와 협력하여 광학 연결, 네트워킹 제품 및 솔루션의 강력한 조합을 달성합니다. FiberMall은 광학 네트워킹 솔루션의 선도적인 제공업체이자 NVIDIA 네트워킹 제품의 엘리트 파트너로서 NVIDIA와 협력하여 광학 연결 + 네트워킹 제품 및 솔루션의 강력한 조합을 달성합니다.