導讀 隨着數據中心網絡速度因新興技術的推動而不斷攀升，交換機與服務器之間的連接速度也達到了前所未有的水平。西蒙公司高速互連專家Ryan Harris爲我們解析了短距離高速线纜組件如何在新一代服務器系統中幫...
隨着數據中心網絡速度因新興技術的推動而不斷攀升，交換機與服務器之間的連接速度也達到了前所未有的水平。西蒙公司高速互連專家Ryan Harris爲我們解析了短距離高速线纜組件如何在新一代服務器系統中幫助我們更有效地利用預算，獲得更加經濟高效的解決方案。
隨着人工智能、機器學習、邊緣計算等新興技術在企業中的廣泛應用，數據中心服務器系統正面臨着更高的速度要求，以滿足這些新興技術的需求。目前10和25 Gb/s的服務器連接速度足以滿足移動應用來處理每秒的大量請求，並爲支持高清視頻內容提供足夠的帶寬。但是，基於文本的生成式AI（人工智能）、先進的邊緣推理和機器學習技術，已經开始需要100 Gb/s甚至更高的連接速度。然而，人工智能領域的最新進展已經對網絡帶寬和速度提出了全新的高標准。圖形處理單元（GPU）的強大功能使服務器系統在短短數周內就能分析和訓練視頻模型。這一突破性的發展得益於服務器連接速度的大幅提升，從200 Gb/s直至400 Gb/s，並且未來還有望達到800 Gb/s。數據中心網絡工程師面臨着挑战，需要找到成本與性能之間的最佳平衡，以滿足組織多樣化的需求。在數據中心中，雖然有多種线纜選項可用於加快交換機到服務器的連接速度，但短距離、高速线纜組件是最具性價比的選擇。它們不僅能支持高速連接，還具備更高的能效和更低的延遲，滿足了新興應用對數據傳輸的需求。快速部署保持靈活
高速點對點线纜組件被廣泛部署在位於邊緣的大小型托管數據中心，以及採用櫃頂（ToR）或列末（EoR）架構設計的企業內部數據中心中。列末（EoR）拓撲架構在數據中心的每列末端設置了一個大型網絡交換機，用於與多個服務器機櫃進行連接。相較於其他架構，EoR減少了接入層交換機的數量，使得網絡工程師在進行系統更新時更爲便捷。然而，它的部署過程相對復雜，並且會佔用更多的空間。此外，該布线方案通常需要配備线纜管理系統，以及使用昂貴且能耗較高的長距離收發器模塊，這與短距離點對點线纜相比，無疑增加了成本和能耗。另一種方式是採用櫃頂（ToR）設計，這種設計無論在大空間還是小空間內都能實現快速部署。在ToR架構中，網絡交換機直接安裝在每個機櫃內部，並與該機櫃內的服務器相連，因此非常適合數據中心的快速擴展。此外，由於交換機與服務器間的距離縮短，這種設計還簡化了线纜管理和故障排除流程，但缺點是增加了需要管理的交換機數量。高速服務器連接通常可以通過直連銅纜（DAC）、有源光纜（AOC）或收發器組件來實現。不同的线纜選項可以支持從10 Gb/s到800 Gb/s的傳輸速度，確保了數據中心設施在網絡設備需要更新升級時具備充足的適應能力。隨着新型GPU能耗的持續攀升，服務器之間的距離增加，爲確保服務器系統密度保持在機櫃範圍內，創新的冷卻技術正逐步被採用。此外，知名芯片制造商英偉達（Nvidia）近期在GTC 2024大會上展示了其最新研發的Blackwell GPU，這款強大的GPU被精心整合至其GB200 NVL72整機櫃設計中。隨着AI GPU和服務器設計在物理空間上更加緊湊，這使得櫃頂（ToR）架構的服務器系統不僅能滿足當前需求，還能應對未來如視頻訓練或視頻推理等潛在需求。盡管如此，由於功率和基礎設施的限制，仍有部分超大規模服務器系統採用EoR架構進行部署。其實，當面對計算需求的不確定性時，部署可擴展的ToR系統，並結合混合雲架構，更有助於實現資源的有效平衡，避免本地服務器系統的闲置和浪費。幾種线纜各有所長
讓我們更深入了解一下用於服務器連接的三種布线選項。直連銅纜（DAC）無疑是機櫃內連接的最佳選擇，它幾乎零功耗（僅0.01W至0.05W），支持數據中心內的高密度服務器連接，還具備低延遲的特點，且成本最低。只需三米長的线纜，即可在機櫃內部輕松實現從上到下的服務器連接。不過無源DAC跳线在高速傳輸時由於缺少有源芯片而有所限制，因此，有源銅纜正作爲一種創新解決方案嶄露頭角。有源銅纜不僅長度更長、直徑更小，而且有效擴大了短距離銅纜在服務器連接中的應用範圍，爲未來提供了更多的可能性。有源光纜（AOC）支持更長的鏈路、更高的速度和更小的线纜直徑，能支持長達30米的連接。然而，採用低功耗多模短距離光器件的AOC相較於直連銅纜（DAC）來說，成本會更高。盡管如此，AOC的小线徑設計在櫃頂（ToR）架構中能夠有效提升內部機櫃的連接密度，並簡化跨多個機櫃的交換機聚合連接。同時，其點對點线纜組件設計，也爲快速部署提供了便利。使用光收發器加結構化光纖布线可覆蓋長達 100 米的距離，這在需要連接多列設備時特別有用。雖然光收發器是三種選項中最昂貴的，但其配備的光纖线纜直徑較小，便於布线，且能夠充分利用現有的布线基礎設施，避免了重復建設的成本。下圖展示了在500個服務器連接場景下，使用100G（每通道25G）直連銅纜（DAC）的購买成本和能耗成本的對比。隨着服務器連接數量的增加，這些成本也會迅速變大。同時，隨着傳輸速率的提升，有源芯片的價格和能耗也會隨之攀升。因此，在規劃部署策略以支持新一代服務器系統時，綜合考慮預算和能源效率，選擇合適的布线方案成爲一項至關重要的決策。
邊緣服務器與數據中心服務器之間的連接存在多種解決方案，這使得制定前瞻性的規劃決策變得比以往任何時候都更爲復雜。遵循行業標准的最佳實踐是確保決策穩健的可靠方式。在快速變革的時代，保持靈活性對於跟上時代步伐至關重要。在選擇新一代網絡拓撲所需的线纜組件時，網絡主管可以借鑑一種靈活的部署策略，即使用ToR（櫃頂）架構服務器系統中的點對點高速线纜組件，以實現更高的效率和更低的成本。同時，與可信賴的高速线纜組件制造商合作，將有助於在全面評估各種選項後，做出更加明智和合理的決策。
標題：更快的服務器連接速度即將到來
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