AOC vs DAC vs ACC vs AEC: Velja bestu samtengingarlausnina fyrir AI gagnaver og GPU klasa

Við netskipti eru margs konar tengilausnir fáanlegar, þar á meðal sjónsenditæki pöruð við ljósleiðara, Active Optical Cables (AOC) og Direct Attach Cables (DAC). Hægt er að flokka DAC frekar í Active Copper Cables (ACCs), Active Electrical Cables (AECs) og óvirka DAC. En hverjar eru þessar lausnir nákvæmlega og hver er munurinn á þeim?

Þessi grein mun kafa ofan í skilgreiningar þeirra, kosti, umsóknaraðstæður og mun. Markmið okkar er að hjálpa þér að velja heppilegasta og -hagkvæmasta tengikerfið fyrir netarkitektúrinn þinn-sérstaklega í há-þéttleika gervigreindarþyrpingum og GPU umhverfi þar sem AOC, DAC, ACC og AEC lausnir eru oft notaðar.

Yfirlit Quick Take:

• Óvirkur DAC:Hagkvæmasti-hagkvæmasti kosturinn, lægsti-leyndarmöguleikinn, staðall fyrir stutta innan-rekkatengla undir 3 metrum.

• ACC (Active Copper Cable):Notar hliðstæðan Redriver flís fyrir væga merkjamögnun, sem nær yfir allt að 4 metra kopar.

• AEC (virkur rafmagnssnúra):Notar stafrænan Retimer flís með CDR, sem framlengir þunna koparkapla allt að 7 metra með mikilli merkiheilleika.

• AOC (virkur ljóssnúra):Nýtir ljósleiðara í fjöl-stillingu til að ná lengra (allt að 100m) með fullkomnu ónæmi fyrir rafsegultruflunum (EMI).

1. Yfirlit yfir Active Optical Cable (AOC).

AnVirkur optískur kapall (AOC)samþættir raf-sjónbreytir í báðum endum með fastri lengd ljósleiðara, sem gerir kleift að senda langa-fjarlægð, mikinn-hraða og-afl gagnaflutning. Með því að samþætta ljósleiðara og ljósleiðara í sameinaða uppbyggingu, auka AOC merkjagæði og áreiðanleika en vinna á áhrifaríkan hátt yfir takmarkanir á sendingarfjarlægð og merkjadempun sem er algeng í hefðbundnum koparsnúrum.

Hvert AOC inniheldur tvo samþætta ljósleiðara sem eru tengdir með ljósleiðara. Vegna þess að innri leysihlutar eru algjörlega lokaðir inni í einingahúsinu meðan á framleiðslu stendur, er hættan á mengun sjóntengis við notkun á vettvangi lágmarkuð, sem bætir heildaráreiðanleika. Að auki ná AOC ákjósanlegu jafnvægi milli kostnaðar og frammistöðu með því að hagræða sjónrænum íhlutum og sleppa Digital Diagnostics Monitoring (DDM) virkni.

Helstu kostir flugrekandaskírteina

AOCs bjóða upp á umtalsverðan ávinning, þar á meðal háan flutningshraða, langa-fjarlægð, lítil orkunotkun og léttir, -auðvelt-uppsettir formþættir. Þetta gerir þær að kjörnum valkostum fyrir gagnaver og há-afkastatölvuumhverfi (HPC). Samanborið við fyrirferðarmikla kopar-tækni, veita AOC há-þéttleikatengingu í geimum-þvinguðu umhverfi og eðlislægt ónæmi þeirra fyrir rafsegultruflunum (EMI) hjálpar til við að draga úr pakkatapi og auka áreiðanleika sendingar. Þar af leiðandi henta AOC sérlega vel-fyrir samtengingarsviðs-þverra rekkja innan gagnaveraþyrpinga.

Dæmi um notkun:Netkerfisarkitektúr sem notar Cisco Nexus 3432D-S rofa fyrir bæði hrygg og lauflög, þar sem 400G AOC og 400G-til-4x100G breakout AOC eru notaðir fyrir samtengingu tækja.

Dæmi um notkun:Notkun 400G QSFP-DD Active Optical Cable (AOC) í 400G Switch samtengingu

Verkfræðiáskoranir flugrekandaskírteina

Þrátt fyrir athyglisverða kosti þeirra kynna AOC ákveðin rekstrar-viðskipti. Í fyrsta lagi, þó að samþætt hönnun þeirra útiloki þörfina fyrir hreinsun tengisins, þá hefur það viðhaldstakmörkun: ef ein sendiviðtakaeining bilar, verður að skipta um alla kapalsamstæðuna, sem gerir það óþægilegra en venjulegt tengistætt senditæki-og-trefjalausnir. Í öðru lagi verður sendingarlengd flugrekandaskírteinis að vera fyrirfram ákveðin fyrir sendingu frá verksmiðju, sem býður ekki upp á sveigjanleika fyrir aðlögun eftir-afhendingu.

Ennfremur, vegna þess hversu flókið ljósmerkjasending og umbreytingarhönnun er, eru AOC almennt dýrari og eyða meiri orku en DAC. Eins og er, sem markaðsveruleiki árið 2026, eru eðliseiginleikar OSFP-tengisins sjálfs-tiltölulega stór og þungur-gera það viðkvæmt fyrir skemmdum við þétt uppsetningartog. Þess vegna er þessi formstuðull síður tilvalinn fyrir AOC framleiðslu, og þess vegna sjást 800G OSFP-to-OSFP eða breakout 800G OSFP AOC vörur sjaldan frá söluaðilum eða á viðskiptamarkaði í dag.

2. Snúra beintengd(DAC) Yfirlit

A Direct Attach Cable (DAC)er-háhraða koparsnúra sérstaklega hannaður fyrir stuttar-tengingar í gagnaverum, venjulega notaður til að tengja nettæki eins og rofa, netþjóna og geymslufylki. Með föstum rafmagnstengjum í báðum endum, gera DAC-tæki kleift að senda litla-leynd, afkastamikil-gagnaflutning. Vegna mikils kostnaðar-hagkvæmni og áreiðanleika, eru DACs staðalbúnaður fyrir samtengingarsviðsmyndir innan 7 metra.

Þessar snúrur eru flokkaðar í óvirkar og virkar gerðir. Til að ýta kopar framhjá líkamlegum mörkum sínum við hærri gagnahraða,Virkir koparkaplar (ACC)ogVirkir rafmagnskaplar (AEC)fella inn merkjameðferðarflögur til að auka enn frekar heilleika merkja.

Vegna þess að óvirkir DAC samþættir ekki raf-optískar umbreytingareiningar innbyrðis bjóða þær upp á umtalsverðan kostnað. Endar þeirra nota einföld vélræn raftengi, sem leyfa háhraða sendingu á sama tíma og kostnaði er vel stjórnað. Innan gagnavera er almennt notað DAC fyrir-til-Storage Area Network (SAN) tengingar, sem og stutt-rofi-í-samtengingar leiðar.

Raunveruleg-tilviksrannsókn í heiminum: HGX H100 klasahönnun

Verkfræðimat:Við arkitektúrskipulagningu 128-hnúta HGX H100 klasa sýndu mat að notkun blöndu af óvirkum kopar-DAC fyrir staðfærða tengla og einn-stillingu ljóssendramóttaka til lengri tíma-í stað þess að samræma fjöl-stillingar samtengingar sendandakostnaðar.um það bil 35%.

2.1. Kostir DAC í stórum-GPU þyrpingum

• Háhraði-afköst:DACs styðja gagnaflutningshraða allt að tugum Gbps á hverja akrein, sem veitir mikla bandbreidd og hröð gagnaskipti yfir stuttar vegalengdir, umfram hefðbundnar koparlausnir.

• Kostnaður-hagkvæmni:Í samanburði við heildarlausnir fyrir sjónrænar sendingar eru DAC talsvert hagkvæmari, sem gerir þá að kjörnum kostum fyrir skammdræga-háhraða samtengingar.

• Lítil orkunotkun:DACs starfa við lægra hitastig og eyða mun minna afli en sjónrænir valkostir, í takt við orkunýtni-gagnavera. Til dæmis eyðir Quantum-2 InfiniBand rofi 747W þegar DACs eru notaðir, en sami rofi eyðir allt að 1500W þegar hann er stilltur með multi-mode optískum senditækjum.

• Skilvirk hitaleiðni og stöðugleiki:Líkamleg koparbygging veitir framúrskarandi hitaleiðni, dregur úr ofhitnunaráhættu og bætir stöðugleika kerfisins. DAC eru harðari og endingargóðari en sjónsenditæki og draga í raun úr algengum trefjatengdum vandamálum eins og merkjakippi, leyndstoppum og burðarvirkjum. Vegna þess að þeir senda rafmerki beint án umbreytingarkostnaðar, skila þeir mikilvægu gildi í stórum-GPU þyrpingum sem krefjast lítillar leynd og lágs bilanatíðni.

• Dreifingar- og viðhaldsbætur:DACs útrýma þörfinni fyrir flókna ljósleiðarainnviði, hagræða uppsetningarferlið og draga úr kaðallkostnaði. Ending þeirra og einfaldleiki-og-leikur lágmarkar enn frekar flókið viðhald í mikilli-þéttleika umhverfi og eykur stöðugleika netkerfisins í heild. Þar af leiðandi eru þær í auknum mæli teknar upp í stórum-GPU þyrpingum sem mikilvæg lausn til að stækka afköst og halda kostnaðarhagkvæmni.

2.2. Ókostir DAC

• Takmörkuð sendingarfjarlægð:Takmörkuð af eðliseiginleikum kopars á háum tíðnum, er áhrifarík sendingarfjarlægð óvirkra DACs stutt (venjulega ekki yfir 7 metrar og takmarkast við 2–3 metra við 800G), sem gerir þá ófær um að mæta þörfum fyrir langa-tengingu.

• Skortur á sveigjanleika:Í samanburði við ljósleiðara eru-háhraða DAC þykkari, stífari og hafa stærri beygjuradíus, sem gerir kapalstjórnun mjög krefjandi í þéttu, fínleiðnu umhverfi gagnavera, sem getur hugsanlega haft áhrif á skipulag loftflæðis.

• Næmi fyrir EMI:Vegna þess að þeir treysta á koparleiðara fyrir sendingu, eru DAC-tæki viðkvæmari fyrir rafsegultruflunum (EMI) og víxlmælingu í -þéttleikaumhverfi fullt af rafeindabúnaði, sem getur dregið úr stöðugleika merkja og gagnaheilleika.

Til að sigrast á þessum takmörkunum á óvirkum DAC-tækjum kom fram tækni fyrir virka koparkapla (ACC) og virka rafmagnskapla (AEC), sem lýst er nánar í eftirfarandi köflum.

2.3. Mismunur á AOC og DAC

AOCs og DACs deila sömu formþáttum og rafmagnsviðmótum á endum-eins og SFP, QSFP og OSFP stöðlum-sem tryggja óaðfinnanlega samhæfni við kerfishluta eins og rofa og netviðmótskort (NIC).

Hins vegar, þegar litið er inn í tengið, kemur í ljós tveir gjörólíkir byggingarlistar. AOC samþættir raf-optíska umbreytingarflögur innan einingarinnar, þar á meðal klukku- og gagnaendurheimtareiningar (CDR), enduruppbyggingarmerki merkja eða gírkassaeiningar, ásamt leysum og ljósnema (PD) til að móta rafmerki í ljósmerki til sendingar.

Aftur á móti er DAC óvirkur koparmiðill sem samanstendur af-háhraða mismunadrifskóaxsnúrum (tvíöxla/tvíaxla snúrur) sem lóðaðir eru beint við einingartengi. Það nær enda-til-beinni rafmerkjasendingu í gegnum hlífðarlög og ytri jakka og framhjá öllum merkjabreytingarferlum.

3. Greining á virkum koparkaplum: ACC vs AEC

Óvirkir beintengisnúrar (passive DACs) hafa lengi verið mikilvægir í gagnaverum vegna lítillar orkunotkunar og -kostnaðarhagkvæmni-jafnvel þegar hraðinn stækkar upp í 800G. Hins vegar, eftir því sem gagnahraði eykst, hefur áhrifarík sendingarfjarlægð óvirks kopars minnkað, sem nú er takmörkuð við um það bil 3 metra við 800G. Þróun rásafjölda hækkar úr 4 akreinum í 8 brautir hefur einnig leitt til þykkari snúruþvermáls, sem flækir kapalstjórnun og loftflæði innan netþjónaskápa.

Þó að mælt sé með AOC fyrir langa-atburðarás, gerir mikil orkunotkun þeirra og kostnaður þau síður en tilvalin fyrir miðlungs-tengla. Þetta hefur drifið áfram þróunVirkir koparkaplar (ACC)ogVirkir rafmagnskaplar (AEC), sem gefur yfirvegaðri lausn fyrir miðlungs-fjarlægðarsendingar.

3.1. Munur á tæknilegum arkitektúr: AEC vs ACC

Virkni frávikið á milli AEC og ACC kemur niður á því hvort þeir nota hliðrænan eða stafrænan flísararkitektúr innan tengihússins:

• Virkir koparkaplar (ACC):ACCs nota aRedriverflísararkitektúr. Þeir framkvæma merkjaaukningu í móttökuendanum með því að nota Continuous-Time Linear Equalization (CTLE) tækni. Í meginatriðum virkar ACC sem hliðrænn merkjamagnari.

• Virkir rafmagnskaplar (AEC):AECs dreifa flóknari stafrænuRetimerflísararkitektúr. Þeir framkvæma merkjamögnun og jöfnun bæði í sendi- og móttökuenda. Með því að samþætta klukku- og gagnabatatækni (CDR) til að draga algjörlega úr merkjakippi, skila AEC-tæki yfirburða merkiheilleika og mun hreinni gagnaflutningsgæði.

Þó að bæði AEC og ACC tilheyri virku koparkapalfjölskyldunni, þá er hæfileiki þeirra mismunandi. Þó að ACC einblíni fyrst og fremst á hliðræn merkjamögnun, sameina AECs mögnun með CDR tækni til að bæla í raun merki titring. Stuðlað af Retimer flísum og Forward Error Correction (FEC) stuðningi, ná AECs lengri, mjög áreiðanlegar sendingarvegalengdir (allt að 5–7 metrar), sem gerir þær hentugar fyrir mjög krefjandi forrit.

Ennfremur, ólíkt hefðbundnum koparsnúrum sem þjást af alvarlegu útvarpstíðnistapi (RF) vegna húðáhrifa, nýta AECs há-tíðni burðartækni til að lágmarka sendingartap. Þetta gerir AEC kleift að nota mun þynnri koparvírmæla en óvirka DAC (td með 32AWG í stað fyrirferðarmikilla 26AWG), sem leiðir til kapalbúnts sem er næstum jafn þunnt og létt og AOC. Þetta einfaldar umtalsvert stjórnun á snúru rekki og hámarkar hitauppstreymi.

Aðalviðskiptin-er af krafti: á meðan óvirkir DACs krefjast 0W, tekur AEC hóflega orkukostnað (

≈ 6W - 12W alls á hverja kapalsamstæðu). Á sama tíma eru óvirkir DAC-tæki enn mjög hagkvæmir fyrir skammdræga tengingar (2–3 metrar) vegna þess að þeir eru hagkvæmari og þurfa núll afl, sem gerir þá tilvalið fyrir afl-viðkvæmt umhverfi.

3.2. Tæknileg færibreytur samanburðarfylki

Eftirfarandi tafla sýnir helstu frammistöðu, líkamlega og fjárhagslega mælikvarða fyrir öll fjögur háhraða samtengingarafbrigðin:

4. Algengar spurningar um kaðall AI Data Center

5. Niðurstaða

Engin ein samtengingarlausn á við um allar dreifingaraðstæður. Nútíma gervigreind gagnaver-sérstaklega stór-GPU-þyrpingarkerfisarkitektúr-reiða sig venjulega á blandaðri uppsetningu þessara fjögurra tækni:

• DAC, ACC og AECvirka sem kjarnasamtengingar fyrir lárétta mælikvarða, notaðar fyrir há-hraða,-hagkvæmar samtengingar á stuttum-til-meðaldrægum-sviðum innan einstakra tölvurekka og á milli aðliggjandi raða.

• AOC (og ljósleiðara sem hægt er að tengja)mynda aðal lóðrétta hlekki netkerfisins, sem bera ábyrgð á að tengja aðskildar þyrpingar PODs, háhraða geymslubakplötur, eða leiða yfir mismunandi aðstöðuhæðir.

Skilningur á undirliggjandi tæknilegum meginreglum þeirra, kosti og galla, og kostnaðaruppbyggingu gerir netarkitektum kleift að byggja upp mjög bjartsýni, jafnvægi samtengjanet sem eru sérsniðin að sérstökum fjarlægð, bandbreidd, hitauppstreymi og fjárhagslegum kröfum.