Cabo NVIDIA LinkX: a solução definitiva para interconexões de alta velocidade

Com os extremos crescentes em quantidades massivas de dados chegando à sociedade de hoje, o avanço em soluções tecnológicas de rede vertical é crítico. Como os data centers, a computação de alto desempenho (HPC) e os aplicativos de IA continuam a se intensificar, mais do que nunca, há uma necessidade de uma tecnologia forte que possa interconectar tudo. Os cabos LinkX da NVIDIA surgem como a resposta aos desafios da tecnologia de interconexão. Esses cabos atendem a todos os requisitos de desempenho, eficiência e expansão. O blog discute o esforço de pesquisa e desenvolvimento que ajudou a inovar Cabos NVIDIA LinkX, sua importância em aumentar a eficácia de uma centro de dados infraestruturas e como a LinkX lida com os requisitos atuais e futuros de redes de alta velocidade. O apelo dessas tecnologias se expandirá horizontalmente, oferecendo oportunidades, seja você um profissional de TI buscando aprimorar capacidades de infraestrutura ou um tomador de decisões buscando opções de rede com boa relação custo-benefício.

O que torna os cabos NVIDIA LinkX únicos?

Os cabos NVIDIA LinkX podem ser destacados por seus excelentes recursos de largura de banda, que vão até 400 Gb/s e garantem as taxas de transferência ideais necessárias para tarefas que exigem dados. Sua perda de sinal e distorção são muito baixas, o que pode ser muito benéfico para sustentar a eficiência da comunicação entre os nós interconectados. Os cabos incorporam gerenciamento térmico avançado e novas técnicas de ciência de materiais para melhorar a durabilidade e a confiabilidade, ao mesmo tempo em que reduzem o consumo de energia. Além disso, eles têm um recurso plug-and-play, o que significa que podem ser integrados em estruturas já estabelecidas facilmente, sem desperdiçar muito tempo e complicação. Essas características, em essência, tornam os cabos NVIDIA LinkX, sem dúvida, essenciais para os sistemas de data center contemporâneos.

Compreendendo a tecnologia por trás do LinkX

A NVIDIA LinkX se orgulhava de projetar cabos que incorporavam avanços de ponta, tornando o desempenho relevante no mundo acelerado dos data centers. A característica proeminente em seu design é a aplicação de cobre moderno e tecnologias de fibra óptica, ambos atendendo a diferentes requisitos de implantação. O cabeamento de cobre é altamente adequado para comunicações amigáveis ​​de curta distância com transmissão de sinal clara. No entanto, para aplicações de longa distância, as fibras ópticas são ideais, pois têm maior largura de banda disponível e menor atenuação. 

A modulação avançada presente nos cabos PAM four (Pulse Amplitude Modulation) é utilizada para atingir altas taxas de dados sem aumentar fundamentalmente a frequência mínima do sinal. Essa modulação em particular fornece melhor rendimento de dados ao mesmo tempo em que atinge boa eficiência espectral, daí a necessidade de densidade. 

Por outro lado, em termos de materiais, os cabos LinkX usam polímeros avançados com capacidades dielétricas mais altas, capazes de minimizar a interferência eletromagnética, reduzindo assim a distorção do sinal. Os cabos também contêm revestimentos protetores externos resistentes que impedem que forças e condições mecânicas danifiquem o material.

Além das ofertas de produtos da LinkX, a arquitetura de cabos inclui uma extensa coleção de mecanismos de monitoramento e diagnóstico. Essas ferramentas permitem que os operadores monitorem o status e o desempenho dos cabos em tempo real, permitindo uma estratégia de manutenção preditiva e minimizando o risco de interrupções não planejadas. Em todos os aspectos, a engenharia avançada dos cabos NVIDIA LinkX não apenas avança as fronteiras de velocidade e confiabilidade, mas também se integra a um ecossistema de rede eficiente, ecologicamente correto e robusto.

Os benefícios de usar NVIDIA LinkX

Os produtos NVIDIA LinkX se destacam por seus cabos ativos e cabos LinkX. Um alto grau de desempenho é garantido pelo uso de altas taxas de dados obtidas por meio de técnicas avançadas de modulação, como PAM4, que promovem alta transmissão de dados em zonas de alta densidade. A composição precisa de polímeros, que são materiais dielétricos, minimiza a interferência eletromagnética, reduzindo assim a distorção do sinal. Além disso, as fortes camadas isolantes que são protetoras protegem os cabos do desgaste mecânico e ambiental, garantindo durabilidade e resistência. Ferramentas de diagnóstico e instalações de monitoramento integradas fornecem insights sobre o desempenho em tempo real e são úteis para fazer previsões sobre as necessidades de manutenção, minimizando assim os riscos de falha. Juntos, eles melhoram o desempenho ao equilibrar velocidade, segurança e sustentabilidade da infraestrutura de rede, tornando-a adequada para a adoção de avanços em tecnologia.

Comparando NVIDIA LinkX com outros cabos

No último parágrafo deste relatório, faremos uma comparação geral entre o LinkX e outros produtos similares disponíveis no mercado atual, que atualmente formam a outra categoria ampla na qual o NVIDIA LinkX é considerado superior. Para começar, os cabos LinkX são projetados para danificar canais de transmissão de banda extremamente alta por meio de Modulação PAM4, o que não é comum para outros produtos de cabo. Isso permite que eles transmitam dados de uma forma mais eficaz, especialmente em ambientes com redes de alta densidade. Além disso, os cabos NVIDIA LinkX apresentam novos polímeros que melhoram as propriedades dielétricas do cabo, como a redução da interferência eletromagnética, o que reduz a distorção do sinal em comparação a muitos outros cabos. Um benefício evidente é a disponibilidade de diagnósticos LinkX avançados que são incorporados à arquitetura, permitindo que os usuários do LinkX monitorem continuamente o desempenho e facilitem a manutenção avançada na previsão, o que muitos outros concorrentes podem não ter. Esses recursos inerentes, juntamente com a ênfase no ambiente e na robustez, permitem que esses cabos estejam no nível superior do mercado de aparelhos de rede.

Como funciona a integração Ethernet com cabos LinkX?

Capacidades Ethernet LinkX

Os links NVIDIA LinkX são projetados propositalmente para inclusão de ethernet em ambientes de computação de alto desempenho e data center. Eles são capazes de velocidades Ethernet entre 25 e 800 Gbps e atenderão aos mais recentes padrões de desempenho necessários em redes. Por meio de tecnologias avançadas de processamento de sinal, como modulação PAM4 e correção de erro de encaminhamento (FEC), o LinkX garante a integridade dos dados e minimiza a perda de pacotes, aumentando assim a confiabilidade da transmissão Ethernet. Os cabos também foram incorporados com recursos de baixa latência de última geração que aprimoram aplicativos de alto rendimento e reduzem o período de espera de transferência de dados.

Além disso, os cabos LinkX suportam interferência de radiação eletromagnética por meio de blindagem superior e do uso de materiais dielétricos especiais, o que é denominado compatibilidade eletromagnética (EMC), tornando os cabos ideais. Essas propriedades são cruciais na implantação densa de redes onde há muita perturbação de sinal. Além disso, a linha LinkX também possui cabos ópticos ativos (AOCs) e cabos de cobre de conexão direta (DAC), o que permite a implantação em alguns cenários com base na largura de banda e distância. Todos esses recursos posicionam o NVIDIA LinkX muito bem na integração de Ethernet, tornando essas soluções as mais apropriadas para o ambiente de rede atual.

O papel dos data centers na integração Ethernet

Os data centers são cruciais para a integração Ethernet, pois atuam como um ponto focal para o fluxo de tráfego e processamento de dados. Eles têm instalações de comutação e roteamento que são capazes de conexão Ethernet de alta largura de banda, promovendo assim uma comunicação de rede eficaz entre os servidores, armazenamento e ambientes externos. A estrutura que está em vigor dentro dos data centers é capaz de processar enormes quantidades de informações instantaneamente, e o uso da tecnologia NVIDIA LinkX permite eficiência. A integração Ethernet dentro dos data centers permite que as redes cresçam sem obstáculos em resposta ao uso crescente. Além disso, os data centers utilizam sistemas avançados de monitoramento e controle para garantir a confiabilidade e proteção da rede, tornando possível proteger redes baseadas em Ethernet.

Melhorando a latência da rede com NVIDIA

A NVIDIA aborda problemas de rede, particularmente latência, de várias maneiras diferentes, conforme ilustrado por alguns dos últimos avanços descritos em análises de tecnologia de computadores. Primeiro, os adaptadores NVIDIA Mellanox são equipados com tecnologia RDMA (Remote Direct Memory Access), que permite menor latência acessando diretamente unidades de memória e pulando CPUs host. Além disso, a NVIDIA pode contar com Network Interface Cards (NICs), que têm um nível de desempenho muito alto que oferece intervalos de baixa latência; isso é essencial para aplicativos e serviços em tempo real nos data centers e, finalmente, por meio de DPUs (Data Processing Units), que são outra categoria de SmartNICs. Visando a desagregação de aplicativos entre nós de servidor, a NVIDIA planeja e implementa efetivamente Até 8 vezes melhor descarregamento e aceleração de processos de rede e segurança, fornecendo computação rápida com tempos de inatividade mínimos, talvez na forma de cargas de trabalho intensivas de GPU, o que significa ação de processamento operacional adequada para arquiteturas distribuídas. No geral, essas tecnologias melhoram os recursos de rede lidando com tempos de resposta lentos por meio do aprimoramento da arquitetura implementada por várias soluções em quase todos os ambientes de computador.

Explorando as opções: DAC e cabos ópticos

Características dos cabos de cobre de conexão direta

Os cabos Direct Attach Copper (DAC) são elementos-chave no desempenho do hardware do data center, pois permitem uma variedade de conexões. Abaixo está uma elaboração completa de recursos que definem por que a rede com cabos DAC é confiável: 

• Custo-eficácia: Os cabos DAC custam menos que o cabeamento óptico, facilitando assim que sistemas de implantação de curta distância permaneçam dentro de limites econômicos sensatos. 
• Baixa latência: Operando com baixa latência, esses cabos são adequados para a transferência de fluxos rápidos de dados com atraso mínimo para uma variedade de tarefas. 
• Altas taxas de dados: Cabos que podem trabalhar em altas taxas de dados são uma necessidade absoluta para atender às demandas de largura de banda dos gabinetes de dados modernos e os DACs atendem a essa comensuração. 
• Eficiência energética: Eles também reduzem o custo das operações do data center, pois não exigem transceptores ópticos caros para seu uso, o que os torna menos consumidores de energia. 
• Facilidade de instalação: A estrutura básica e a função dos cabos DAC auxiliam na instalação e na manutenção, pois empregam uma técnica plug and play que reduz o incômodo envolvido na implantação. 
• Durabilidade: Feitos de materiais resistentes, que conferem resistência aos fios, os fios DAC são muito fortes e garantem longevidade e confiabilidade em áreas de alta densidade. 
• Compatibilidade: Eles também podem ser conectados à maioria dos dispositivos, incluindo switches, roteadores e servidores, podendo ser integrados à infraestrutura já existente sem problemas.
• Resistência à EMI: Os cabos DAC também permitem que o usuário mantenha distância de interferências eletromagnéticas, garantindo a segurança dos dados e minimizando erros de transmissão.

Portanto, esses recursos dos cabos DAC contribuem bem e auxiliam no atendimento aos requisitos de transmissão de dados em altas velocidades nas arquiteturas de rede Ethernet atuais, permitindo fácil expansão e incorporação sem complicações.

Vantagens dos cabos ópticos ativos

Em termos do escopo de aplicabilidade do AOC, pode-se argumentar que as oportunidades são vastas, dado o fato de que um AOC permite transmissão eficiente em larguras de banda aprimoradas, data centers, redes empresariais e muito mais. Um dos motivos para sua alta demanda é sua natureza resiliente. Uma preocupação que o AOC aborda especificamente é o ems. O caso desse tipo de cabo se correlaciona com o aprimoramento da substância e a eficiência e qualidade máximas do sinal. Além disso, como um dos objetivos desse tipo de cabo é aprimorar as capacidades de transmissão de dados com cabo de fibra em grandes redes, seria seguro assumir que qualquer safra de dados seria transmitida por um cabo com duração de distâncias maiores. Além disso, embora o custo da infraestrutura seja geralmente considerado caro, neste caso, a crescente dependência da transmissão de dados dentro de uma indústria forçou a mudança a ocorrer, o que significa que o desempenho dos AOCs supera o custo da infraestrutura que precisa ser atualizada. Por fim, a conclusão alcançada é puramente porque os AOCs não são tão resistentes quanto o dac e porque eles se correlacionam com uma transmissão mais rápida. Os AOCs permitem uma transmissão de dados mais longa, permitindo o uso em redes corporativas e, ao mesmo tempo, aplicações mais avançadas.

Escolhendo entre DAC e AOC

A escolha entre cabos de cobre de conexão direta (DAC) ou cabos ópticos ativos (AOCs) em uma rede é determinada por uma série de aspectos, todos necessários para requisitos específicos nas redes.

• Requisitos de distância: Quando a rede abrange longas distâncias, os AOCs são os melhores para esse tipo de infraestrutura, pois podem alcançar de ponta a ponta 100 metros ou mais; os cabos DAC, na maioria dos casos, são construídos para alcances mais curtos, nos quais uma distância de ponta a ponta de 7 metros ou menos é o máximo, o que pode ser usado em um único rack de servidor ou dispositivos muito próximos uns dos outros.
• Considerações de custo: Como os cabos DAC usam cobre e são mais simples de fabricar, eles normalmente são uma opção mais barata. Enquanto os AOCs são mais caros, um custo menor é compensado por um preço mais alto em longas distâncias na série de casos de uso que justificariam o custo extra.
• Largura de banda e desempenho: Os AOCs têm melhor desempenho quando são necessárias altas larguras de banda, às vezes chegando a 400 Gbps, tornando-os mais apropriados para computação de ponta e tarefas intensivas em dados. Embora os DACs também sejam muito úteis, com um grande número deles suportando 100 Gbps, eles não seriam ideais para locais que precisam de saída máxima em grandes áreas.
• Fatores Ambientais: Nenhum ambiente é perfeito, mas alguns parecem levar em conta melhores medidas contra certas ameaças. Um exemplo perfeito aqui é como o AOC é projetado para absorver perturbações de EMI. Os cabos DAC, por outro lado, não são tão eficazes em mitigar danos de EMI também.
• Infraestrutura e Instalação: O peso é uma consideração importante na instalação de equipamentos de telecomunicações porque sempre há um fator limitante envolvido com relação à densidade do equipamento que está sendo instalado em um data center, como no caso do AOC em um data center. Em contraste, os cabos DAC possuem mais massa e são mais rígidos, o que os adequa para instalações diretas e mais curtas.

Concluindo, os recursos e propósitos do AOC e do DAC são quase inversamente proporcionais. Essa é a razão pela qual avaliar os requisitos específicos de um problema e um ambiente pode levar a uma melhor escolha entre esses dois na realização de uma tarefa específica de alta classe no campo de sistemas de rede.

Como obter rede de baixo custo com LinkX?

Soluções econômicas com LinkX

• Escolhendo o cabo certo: Selecione DACs para um requisito de rede de até 100 Gbps e se a instalação for bem básica. Para arquitetura de data center mais complexa, AOCs serão mais adequados para aplicações de alto desempenho.
• Maximizando a largura de banda: Para espaços que exigem uma taxa de dados substancial, os AOCs terão prioridade, apesar do custo ser mais alto.
• Considerações ambientais: Em setores com EMI alto, AOCs são preferíveis para garantir que não haverá erros de transmissão. Em áreas onde robôs com EMI são insignificantes, use DACs, pois isso prova ser mais econômico. 
• Instalação e Projeto: Para projetos de redes densas, a implantação de AOCs pode ser útil; enquanto isso, em um cenário de baixa densidade que exige muito orçamento, pode ser melhor usar DACs.

Maximizando o desempenho com um orçamento

Uma boa otimização de desempenho considerando as despesas está relacionada ao equilíbrio de quanto desempenho é necessário e quanto custará. Comece estimando cuidadosamente seus requisitos de rede atuais e expansão esperada para escolher as tecnologias certas. Dê prioridade aos AOCs em circunstâncias nas quais interconexões flexíveis podem aumentar significativamente o desempenho, particularmente em arranjos complicados que são densos. No lado oposto, utilize DACs em configurações menos complicadas, pois isso auxilia na redução de custos, garantindo assim que sua escolha automática seja tanto os requisitos atuais quanto o potencial de crescimento futuro. Além disso, avaliações e atualizações regulares da infraestrutura também ajudam a atingir o desempenho otimizado sem incorrer em melhorias desnecessárias.

Quais são as aplicações dos transceptores LinkX?

LinkX em redes Infiniband de alta velocidade

Os transceptores LinkX são um elemento essencial das redes Infiniband de alta velocidade no ambiente de cluster, pois permitem a interação entre clusters de computação. Eles permitem altas taxas de dados necessárias para operações que precisam de transferências rápidas de dados, como computação paralela e computações de dados complexas. Ao fornecer uma solução confiável com baixa latência, os transceptores LinkX garantem o fluxo de dados apropriado, o que é essencial em cenários de computação de alto desempenho. Sua utilização com a arquitetura Infiniband permite a expansão da rede, o que é vital com o aumento dos requisitos de dados.

Compatibilidade com sistemas de inteligência artificial

Os transceptores LinkX foram construídos propositalmente para satisfazer os requisitos fundamentais para a operação bem-sucedida de sistemas de inteligência artificial (IA), que exigem comunicação de alta velocidade e baixa latência. Considerando os fatores mencionados acima, os transceptores LinkX melhoram substancialmente o desempenho dos sistemas de IA, que já são caracterizados por altos níveis de fluxo de dados paralelos e computação de carga de trabalho pesada. Portanto, esses transceptores são construídos para acomodar uma taxa de dados necessária para a velocidade de processamento típica de algoritmos de IA trabalhando com dados de entrada em tempo real para maximizar a precisão e a eficiência.

Em benchmarking detalhado, foi notado que os transceptores LinkX tiveram melhor desempenho do que os transceptores de corte convencionais dentro dos aplicativos de IA. Os valores típicos dessas métricas são 20% de redução de latência em comparação com os transceptores de corte em aplicativos de IA, como treinamento de modelo de aprendizado profundo, onde a velocidade de conclusão da tarefa afeta muito as normas de desempenho do algoritmo. Além disso, os transceptores LinkX garantem que arquiteturas de rede escaláveis ​​sejam suportadas, o que, por sua vez, aumenta a capacidade de crescimento dos sistemas de IA devido aos requisitos de processamento e manuseio de dados excedentes. Essa escalabilidade será vital para organizações que desejam defender sua infraestrutura de IA de requisitos de dados cada vez maiores no futuro.

Operando em um modo altamente complexo e eficiente, os transceptores LinkX são, portanto, um ótimo complemento aos sistemas de IA, pois permitem um gerenciamento robusto de dados, o que se traduz em melhor desempenho em aprendizado de máquina, análise preditiva e muito mais.

Utilizando LinkX em subsistemas de armazenamento

Transceptores LinkX aumentam a produtividade dos subsistemas de armazenamento ao permitir conexões suaves e operações de baixa latência. Nos sistemas de armazenamento de computadores atuais com dados massivos do usuário final que devem ser acessados ​​e extraídos rapidamente, o LinkX é único porque suporta protocolos tecnológicos ainda melhores e um alto volume de tráfego. Isso o torna uma tecnologia crucial para redes de área de armazenamento (SANs) e armazenamento conectado à rede (NAS). Além disso, os transceptores desenvolvidos aumentaram robustamente a escalabilidade da infraestrutura de armazenamento na qual a unidade seria incorporada, pois, à medida que mais dados eram necessários, havia a necessidade de expansão. Além disso, a integração dos transceptores LinkX na infraestrutura de armazenamento existente foi fácil, protegendo os investimentos e aprimorando a implantação das novas direções para o gerenciamento de dados.

Fontes de Referência

InfiniBand

Rede de computadores

Interruptor de rede

Perguntas Frequentes (FAQs)

P: Por que o cabo NVIDIA LinkX é a melhor opção para soluções de interconexão com a maior largura de banda?

R: Os produtos são fabricados para permitir alta largura de banda e desempenho confiável com cabos e transceptores LinkX de data center da NVIDIA. Eles adaptam tecnologia avançada, incluindo 50G-PAM4 e 25G-NRZ, que promovem muito a velocidade da conectividade e consolidam soluções de interconexão como em sua classe.

P: Os cabos NVIDIA LinkX foram projetados para serem conectados a vários switches e adaptadores de rede?

R: Sim, os cabos e transceptores Ethernet NVIDIA Mellanox LinkX foram construídos pensando na compatibilidade de vários switches e adaptadores de rede; portanto, a integração de muitos dispositivos de rede é suportada.

P: Quais são as melhores alternativas econômicas para cabos LinkX NVIDIA?

R: Claro, há quem procure preços mais baixos; a LinkX oferece alguns cabos passivos de cobre e DAC, que não exigem muito investimento, mas ainda oferecem desempenho eficiente.

P: Como um cabo divisor ativo ou passivo melhora o desempenho de outros dispositivos NVIDIA LinkX?

R: Com um cabo divisor DAC na imagem, você pode conectar muitos dispositivos com uso eficiente de porta, ao mesmo tempo em que reduz o gasto de energia. Isso garante que os dispositivos tenham desempenho com eficiência ideal, ao mesmo tempo em que otimiza os custos.

P: Como o consumo de energia dos cabos NVIDIA LinkX se compara a outras soluções?

R: O consumo de energia não é um problema, mas sim uma preocupação com essas soluções, pois os produtos LinkX, que incluem cabos de cobre passivos e cabos AOC, são projetados de forma que não exigem energia alguma, o que complementa as interconexões de alta velocidade e eficiência energética.

P: Quais opções de comprimento estão disponíveis para cabos NVIDIA Mellanox LinkX?

R: Um dos vários comprimentos diferentes de cabos que a NVIDIA Mellanox oferece é 0.5 m, o que é conveniente para certos requisitos de rede.

P: Como os cabos NVIDIA LinkX garantem uma operação confiável?

R: Antes de serem implantados para uso na prática, os cabos NVIDIA LinkX passam por uma série de testes durante os quais seus parâmetros são ampliados para provar e garantir que são confiáveis. Esses cabos LinkX são marcados como 100% confiáveis, tendo componentes suportados como 200G NDR e 400.

P: Existem soluções de cabo NVIDIA LinkX específicas para configurações de topo de rack?

R: Um cabo NVIDIA LinkX licenciado para uma configuração top-of-rack pode aproveitar a funcionalidade necessária por meio de cabos LinkX específicos que apresentam os conectores QSFP e OSFP necessários.

P: O que devo fazer se precisar de uma configuração específica de cabo NVIDIA LinkX?

R: Caso você não queira uma configuração uniforme, entre em contato conosco ou com a PNY Networking Solutions para obter orientação adequada para ajudar você a atingir seu objetivo.