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    面向未来的可持续创新 加速智能世界的网络连接

      [  中关村在线 原创  ]   作者:徐鹏

    AGI正在加速到来。从最初的ChatGPT到爆火的Sora、Claude 3,人工智能迅速席卷了千行百业和人们的生活,甚至开始浮现出某种“自我意识”。其背后离不开软硬件的不断演进,一方面,各类开源和商业大模型快速演化,模型复杂度和规模指数级增长,另一方面,以GPU为代表的加速计算持续攀升,这些突破性的创新得益于IT基础设施的有力支撑。根据工信部等六部门发布的《算力基础设施高质量发展行动计划》,到2025年算力规模将超过300EFLOPS,智能算力占比达到35%。“十四五”期间,在智算中心实现80%应用水平的情况下,城市对智算中心的投资可带动人工智能核心产业增长2.9至3.4倍,带动相关产业增长36至42倍。可以看到,数据中心的智能化发展对产业升级有着至关重要的推动作用。

    如果将数据中心看作社会的大脑,那么网络就是大量的神经元用于部件之间的连接。强大的算力和高速的连接高效协同,才能让人工智能的价值效益最大化。数据中心的网络通过交换机和路由器进行通信,连接速率快速向400G、800G、1.6T迭代,相应的芯片、激光器和收发器等部件在同步升级,高速的光纤连接成为主流趋势。与此同时,数据中心的布线也在顺应智能计算的发展而演化,呈现高密度、高带宽、低延时和无损耗的特点。

    “康普拥有综合布线、蜂窝无线网络和Wi-Fi无线解决方案,涵盖了楼宇内连接、园区和大型场馆等各个场景。每个人都离不开手机,需要4G、5G和Wi-Fi,而Wi-Fi背后的有线连接必须强大,才能够快速连接所有人。”康普企业网络大中华区总经理兼副总裁陈岚谈到,“康普致力于为客户提供全面的通信连接解决方案,覆盖无线到有线,光缆到铜缆,提供端到端的解决方案。”

    面向未来的可持续创新 加速智能世界的网络连接
    康普企业网络大中华区总经理兼副总裁陈岚

    总部位于美国北卡罗来纳州的康普创立于1976年,最初专注于有线电视所需的同轴电缆,在21世纪初的互联网兴起之时,收购了Avaya公司,加强了综合布线业务,2008年,康普捕捉到了移动技术的崛起,收购了无线天线系统公司Andrew,成为无线基础设施领域的领导者。坐拥完善的光铜解决方案,康普并未止步,又先后收购了AMP NETCONNECT(安普)和ARRIS,在光纤、铜缆、Wi-Fi等市场均处于领先地位。通过一系列的并购和技术创新,康普已成为营收规模数十亿美元的巨头企业,每年的研发投入达到6亿美元,共取得1.3万项专利,位列美国财富500强。

    近年来,数据中心的光纤占比不断提升,服务器速率和密度的增长使得机房内要增加光纤线槽,相比传统的网格式桥架或金属槽道,光纤线槽更适合光纤的布线需求,可以保护光纤线路。光纤传输方面,单模和多模各有特点,单模通常采用波分复用技术,通过少量光纤传输更多的波长,以增加通道来提高传输速度。多模则依赖增加光纤数量,不过更多的光纤堆叠会让连接变得复杂。因此,需要在单模和双模之间找到平衡点,当前的最优做法是同时采用光纤的并行传输和在每个光纤中加入适当数量的波长,由此实现高速传输。

    单/多模能耗方面,高速网络连接产生的能耗有时会接近运算能耗,这源于计算是基于电信号进行的,半导体也是用电信号进行计算,在传输过程中往往会使用光纤介质,需要进行电信号和光信号的转换,随着速率持续提高,该过程消耗的能耗会与日俱增。同时,高密度计算集群内部的收发器和网卡,也会加大能耗。通常,多模收发器的能耗要低于单模收发器,在大规模数据中心应用时可以节省大量的功率。

    “人们往往会忽视建设智算中心或大规模数据中心时,对布线产生的潜在影响,布线可以说是基础设施中的基础设施。”康普企业网络大中华区技术总监吴健称。康普的综合布线业务服务着全球数万家客户,其会通过本地化的认证合作伙伴,为客户提供高质量的设计、安装、测试等服务。“随着GPU的使用增多,需要进一步提高连接速率。”

    面向未来的可持续创新 加速智能世界的网络连接
    康普企业网络大中华区技术总监吴健

    以NVIDIA H100为例,单台设备需要4个800G单口或8个400G端口,典型的集群单元连接群组被称为SuperPOD,集群中包括基于18台NVLink的交换机和32台H100的连接,需要多条高速光纤链路,这种基于Leaf-Spine的连接会带来显著的400G和800G需求。吴健认为,AI数据中心的密度(电密度、端口部署密度等)和速率都会进一步提高,其中,机柜的功率会从7000W-8000W升至数十千瓦,甚至上百千瓦,冷却效率也要同步提升。结合数据在推理和训练时的实时性要求,AI数据中心的特性会体现为高密度、低延时、高速率、无损耗,这些特点同样会反映到布线上。例如,400G、800G已成为主流,一个端口内要有多个连接芯数,服务器集群通常在100米以内,不能因为链路或连接器件问题造成数据丢包等。

    可以说,数据中心面临着带宽、可用性、灵活性、交付部署等多方面的要求,相应的光纤布线和连接同样要不断演进。为此,康普开发了全新的Propel高速光纤平台,具有模块化、超低损耗等特性,高密度光纤配线板支持可互换组件和16光纤MPO连接,针对16芯应用进行了优化,提供从400G到800G、1.6T及更高的清晰路径,QR编码组件可实现光纤性能验证,使安装、故障排除和管理更便捷,可以满足数据中心网络灵活、开放的升级需求。

    陈岚谈到,一方面,国家提出了“东数西算”的重要举措,要在京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝、内蒙古、贵州、甘肃、宁夏等八地启动建设国家算力枢纽节点,并规划了10个国家数据中心集群,另一方面,越来越多的企业迈向了智能化转型,智算中心的建设对IDC供应商提出了更高的要求,同时,绿色数据中心的发展更为重要。大规模、高质量、可持续的现代化数据中心理念,为Propel带来了广阔的发展空间。

    Propel平台融合了多种技术创新,例如,MPO16基于多芯数并行技术,提供了8芯和16芯两种方案,400G之后,MPO16的需求逐渐增加,可以在一个连接器的16条光纤中做到8发8收,轻松实现400G、800G、1.6T等速率的迭代;OM5基于多模宽带技术,允许一条光纤容纳多个波长,实现多车道(多波长)的并行;VSFF(“微双工”)使得连接器件的尺寸得以缩小,以适应高密度的需求;光纤连接器APC端面、研磨面可以用来减少回拨损耗。

    “Propel提供了一个多功能的平台,把各种技术融合在一个布线系统中,尤其是面向AI时代的很多特性。”吴健说。首先,随着网络速率不断提升,连接所需的光纤数量、连接器类型和网络通道也要随之增加,难以确定要选择哪种设备、哪个端口来完成智算中心的高速连接,如可能会采用多模或单模、双工或MPO并行等方式实现,因此往往需要同时支持,多种速率的需求使得Propel这样的平台提供简便、混合的升级模型,包括MPO16、MPO8和VSFF等。

    其次,数据中心集群内部的训练和推理需要高效率和低延时,计算单元之间的距离要更近,MMF(多模)仍占据主流,在短距离连接、低能耗、高密度连接和易用性方面优于SMF(单模)。在大规模部署的400G网络中,会涉及单模、多模、双工、MPO并行等多种需求,需要一个技术整合的平台。VSFF(微双工)同样反映出智算中心的特点,要在高密度的数据中心内把大量光纤集中到一起连接,再把一个高速网口拆分为多个低速网口,收敛比会提升,交换效率不能出现阻塞和丢包,上联和下联带宽的速率比是1:1,收敛比也要同步支持。

    此外,由于智算中心要避免出现丢包和损耗的情况,对回波的要求更为严格,需要把研磨面做成8度斜面,使得反弹信号不会影响正常信号,融入不同研磨面的布线系统,做到APC,另外还需要在一个平台实现现2芯、8芯、16芯甚至24芯的灵活拼合,且无需更换平台和配件模式,达到高密度,这些都在Propel平台得以实现。

    如今,智算中心在中国的建设正在加速,400G、800G、1.6T速率日益普及,越来越多的企业和机构倾向于采用开放、标准化的以太网网络,也匹配了布线系统的标准化建设趋势。在中国市场,康普拥有庞大的销售团队和技术支持团队,可以为客户设计和规划十年、二十年的可持续发展的数据中心,同时,深入了解各个区域客户的需求,分享先进案例经验,提供定制化的解决方案,保障客户的ROI。2024年,康普会继续重点推进光纤技术的发展,保持铜缆的领先地位,积极推广6A标准的解决方案。

    “中国更加注重绿色环保和智能化的数据中心建设,我们希望新建数据中心的规划、可持续性、结构化设计是面向未来的,Propel平台也是这样。我们不仅提供了现有的技术,还会支持未来的技术演进。”吴健表示,“康普多年以来的积累的专业经验覆盖了数据中心基础架构在连接方面的所有要素,包括光纤、ODF高密度配线柜、光纤线槽等等,可以带来一站式的交付式服务。我们有信心,在中国数据中心快速发展的过程中,作为数据中心基础网络架构的提供商,康普能够满足各种不同形态的数据中心的连接要求。”

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