Teadmised

AI klastrid kasvavad üksikutest hoonetest välja. Kuna GPU-de arv kasvab sadadesse tuhandetesse, tõukuvad võimsuse ja ruumipiirangud operaatorid ühe-linnaku „mastaapima-väljendamise“ konstruktsioonidest „üles-ulatuvate“ arhitektuuride poole, mis jaotavad ühe koolitustöö mitmele suurlinna- või piirkondlikule andmekeskusele. Hetkel, kui töö selle vahemaa ületab, hakkab üks füüsiline omadus olema olulisem kui peaaegu miski muu optilises kihis: kui kiiresti valgus läbi kiudu liigub. Õõnes{6}}tuumkiud (HCF) tõmbab AI-võrgus tähelepanu just seetõttu, et see muudab seda arvu.

Selles artiklis selgitatakse, mis on õõnes{0}}tuumkiud, kuidas see vähendab latentsust, kuhu see AI andmekeskuses sobib, kuidas see on võrreldav ühemoodi{1}}kiuga ja mis piirab selle kasutuselevõttu. Eesmärk on realistlik vaade võrgu planeerijatele ja ostjatele, mitte väide, et HCF asendab tavapärast kiudoptilist. Laiema konteksti jaoksmiks AI infrastruktuur sõltub suure jõudlusega{0}}optilisest kiust, on see arutelu kasulik kaaslane.

Mis on õõneskiud{0}}tuumkiud (HCF)?

Tavaline optiline kiud juhib valgust läbi tahke klaassüdamiku, kasutades täielikku sisemist peegeldust südamiku{0}}katte piiril. Õõnes-südamikkiud teeb midagi teisiti: kiu keskpunkt on õhk (või peaaegu -vaakum) ja selle ümber olev täpselt konstrueeritud klaasist mikrostruktuur hoiab valguse piiratud selle õhukanaliga, mitte klaasiga.

Arutelus domineerivad kaks kattekujundust. Fotooniline-ribakiud kasutab väikeste õhuavade perioodilist võret, mis takistab teatud lainepikkustel kattekihti lekkimast, püüdes tõhusalt valgust õõnsasse tuuma. Anti-resonantskiud (pesastatud antiresonants või "pesastatud toru") kasutab õhukesi kumeraid klaasmembraane, mille anti-resonants peegeldab valguse tagasi südamikusse. Anti-resonantsperekond, sealhulgas Microsofti kasutatav topelt-pesastusega antiresonantskujundus, liigub nüüd kõige kiiremini kommertstootmise poole. Struktuuri põhjalikuma krundi saamiseks vaadake seda ülevaadetkuidas õõnes{0}}südamikkiud puruneb tahkest klaasist.

Kuidas õõnes{0}}tuumkiud vähendab latentsusaega võrreldes tavapärase kiuga

Valgus liigub läbi klaasi vaakumis ligikaudu kahe{0}}kolmandiku kiirusest, kuna klaasi murdumisnäitaja on 1,5 lähedal. Õhk on 1,0 lähedal, seega liigub valgus õhusüdamikus kiiremini. See üksainus fakt on HCF-i latentsuseeelise kogu alus.

Pealkirjanumbrid pärinevad tehnoloogia suurimalt juurutajalt. Microsoft teatab, et selle õõneskiud{1}}onumbes 47% kiirem kui tavaline ränidioksiidkiud, vastavalt väiksema latentsusajagaja Nokia kirjeldab, et HCF pakub umbes 30% vähem leviviivitust kui tänapäeva ühemoodi{1}}kiud. Mõlemad raamid osutavad samale füüsikale.

Siin on oluline kaks ettevaatust. Esiteks on see levimislatentsus ehk aeg, mille valgus kius veedab. Lõpp-lõpuni-latentsusaeg hõlmab ka transiivereid, lüliteid, marsruutimist ja protokolli üldkulusid, nii et kiu viivituse 30% vähenemine ei tähenda rakenduse latentsusaja 30% vähenemist. Teiseks pole ühelgi füüsilisel lingil sellist asja nagu "nulllatentsus". HCF vähendab levimisviivitust; see ei eemalda seda.

Miks AI andmekeskused vajavad väiksemat{0}}latentsust optilisi ühendusi?

Hajutatud tehisintellekti koolitusel vahetavad tuhanded GPU-d korduvalt gradiente ja parameetreid tihedalt sünkroonitud kollektiivsete{0}}kommunikatsioonietappide käigus. Selle vahetuse aeglaseim link võib kogu töö peatada, nii et ida-lääne ja andme{3}}keskuse-interconnect (DCI) latentsus mõjutab otseselt kallite kiirendite kasutamise tõhusust. Nagu Nokia oma töös märgibAI jaoks -üle võrgunduse, on hajutatud klastri andmekeskuste vaheline kaugus tõhusalt piiratud latentsusega ja kiu levimise viivitus muutub nende vahemaade kasvades domineerivaks komponendiks. Viivituse vähendamine kilomeetri kohta võimaldab klastril levida kaugemale ilma latentsuseelarvet rikkumata.

HCF-i peamised kasutusjuhtumid tehisintellekti andmekeskustes

HCF ei ole{0}}üheotstarbeline toode. Selle väärtus muutub sõltuvalt sellest, kus võrgus see asub.

• Metroo- ja piirkondlik DCI (tänapäeval kõige selgemini sobiv).Mõne kilomeetri kuni kümnete kilomeetrite kaugusel asuvate tehisintellekti andmekeskuste ühendamine on koht, kus madalam leviviivitus tasub end kõige rohkem ära, kuna kiud on piisavalt pikk, et kokku hoida -kilomeetri kohta. See on praeguste juurutuste peamine eesmärk.
• Rist-andme-keskuste tehisintellekti rühmitamine (üle -skaala).Vähendades viivitust kilomeetri kohta, võimaldab HCF operaatoritel paigutada koostööd tegevaid klastreid üksteisest kaugemale, jäädes samas latentsuseelarve piiresse, andes rohkem vabadust olemasolevate võimsuste ja maa ümber paigutamisel.
• GPU-klastri ja taustakanga ühendamine.Treeningkangas on nii latentsus kui ribalaius olulised. HCF võib siin kaasa aidata, kuigi tänapäeval teenindab suurt osa sellest kihist lühikese-ulatuskaugusega paralleeloptika ja suure-tihedusega struktureeritud kaabeldus, näiteks800G MPO kaabeldus AI andmekeskuste jaoks.
• Salvestusruum-linkide arvutamiseks-.Sagedased -mahulised edastused salvestus- ja arvutussõlmede vahel saavad kasu suurest võimsusest, mis on üks valdkond, kus HCF-i väike kadu ja lai kasutatav spekter on paljulubavad, kuigi hoonesisesed-vahemaad on piisavalt lühikesed, et latentsusaeg on tagasihoidlik.

• 

Õõneskiud-tuumkiud vs ühemoodi-kiud: peamised erinevused

Aus võrdlus ei ole "HCF asendab ühemoodi{0}}kiu." Single{2}}Mode Fiber (SMF) jääb andmekeskuste ja pikamaa{3}}võrkude põhimeediumiks ning see on küps, odav- ja seda toetab terviklik ökosüsteem. HCF on spetsiaalne valik latentsuse{6}} ja mahu{7}}tundlike linkide jaoks. Tabelis on kokkuvõte tehtud-kaubamõtetest kõrgel tasemel.

Kui soovite enne HCF-i kaalumist saada turgu valitseva meediumi põhialuseid, siis meieühemoodi{0}}kiudülevaade hõlmab standardseid G.652/G.657 kiude, milles enamik võrke tänapäeval töötab.

Kommertsialiseerimise olek: pilootlinkidest varajase kasutuselevõtuni

HCF on liikunud laboriuudistelt varajasele välikasutusele, mida juhivad peamiselt hüperskaalarid. Microsoft omandas 2022. aastal Southamptoni ülikooli spin{1}}Lumenisity ja on juurutanud HCF-i kõigis Azure'i piirkondades, sealhulgas metrooandmete{3}}keskuste ühenduslinke. Toimivuse osas teatasid Microsofti ja Southamptoni teadlased rekordiliselt{5}}madalast kahjust, mis on ligikaudu0,091 dB/km, avaldatud ajakirjas Nature Photonics ja alla pika-ränioksiidi piiri, piloot, mis väidetavalt hõlmas rohkem kui 1200 km kiudoptilist reaalajas liiklust. Teiste operaatorite ja müüjate läbiviidud tööstuskatsed on näidanud sarnast latentsusaja vähenemist metrooliinidel.

Selle tulemuseks on pigem varajases sihipärases juurutamises kui massilises kasutuselevõtul olev tehnoloogia. Signaali-kadu ja latentsusaja tulemused on reaalsed ja sõltumatud; laialdane kasutuselevõtt kogu tööstuses on veel ees.

Piirangud ja juurutamise kaalutlused

HCF-i eelised kaasnevad praktiliste piirangutega, mida võrguplaneerija peab ausalt kaaluma:

• Lisatasu.HCF maksab endiselt rohkem kui tarbekaubad SMF, kuigi vahe väheneb tootmismahtude suurenedes.
• Ökosüsteemi küpsus.HCF-i pistikud, splaissimistehnikad, testimistööriistad ja võimendus alles arenevad ning kvalifitseeritud tehnikuid on vähemaks jäänud. Teatatud rekordkaod ei laiene automaatselt igale tootmisliinile.
• Standardimine.Spetsifikatsioonid on tarnijate lõikes endiselt erinevad, seega tuleb koostalitlusvõime ja kvalifikatsiooni eest hoolitseda.
• Linkide valik.Latentsusaja kasu skaalaldub vahemaaga, nii et HCF teenib oma kulud pikemate metroo- ja piirkondlike linkide puhul, mitte lühikeste intra{0}}rack hüppamiste korral, kus leviviivitus on juba väike.
• Energia.Väiksem kadu võib tähendada marsruudil vähem repiitereid ja võimendeid, mis võib vähendada energiat biti kohta, kuid selle säästu suurus sõltub konkreetsest lingist ja seda tuleks hinnata, mitte eeldada.

Kuidas võrguplaneerijad peaksid HCF-i hindama

Praktiline viis otsustada, kas HCF kuulub antud lingile, on läbida lühike kontrollnimekiri: kui pikk on link ja kas leviviivitus moodustab tegelikult olulise osa selle latentsuseelarvest? Kas marsruudi latentsusaeg on{0}}kriitilise tähtsusega, näiteks sünkroonitud treeningliiklus saitide vahel? Kas transiiverid, võimendid ja konnektorid, mida kavatsete kasutada, toetavad HCF-i? Kas lisatasu annab piisavalt ulatuse või latentsusaega, et see oleks seda väärt, võrreldes SMF-i võimsuse lisamisega või koherentse optika uuendamisega? Enamiku linkide puhul on väljakujunenud SMF ühendatud suure-võimsusega sidusate pistikutega ja hästi-planeeritudandmekeskuste ühenduvuslahendusedjääb pragmaatiliseks vastuseks; HCF on tööriist, mille poole jõuate, kui siduvaks piiranguks on latentsuseelarve.

Korduma kippuvad küsimused

Kas õõneskiud-on parem kui ühemoodi{1}}kiud?

Mitte universaalselt. HCF pakub väiksemat levilatentsust ja suuremat ulatust antud latentsusajaga, mis on konkreetsete linkide puhul väärtuslik. SMF on odavam, küpsem ja parem enamiku üldotstarbeliste{2}}ühenduste jaoks. "Parem" sõltub täielikult lingist ja selle latentsuseelarvest.

Kui palju latentsust saab HCF tegelikult säästa?

Tarnijad teatavad umbes 30% väiksema levimisviivituse kilomeetri kohta ja Microsoft nimetab umbes 47% kiiremat edastust kui tavaline ränidioksiidkiud. See kehtib kius veedetud aja kohta; Lõpp-lõpuni-täiustamine on väiksem, kuna lülitid, transiiverid ja protokolli üldkulud jäävad samaks.

Kuhu HCF AI andmekeskuses sobib?

Tänapäeval sobib kõige paremini latentsus-tundlik suurlinna- ja piirkondliku andmekeskuse-keskne ühendus, sealhulgas hajutatud AI-klastrite vaheliste linkide ulatus-. See võib mängida rolli ka GPU-kangas ja salvestusruumis-ühenduvuse arvutamisel-, kuigi lühikesed ehituskaugused piiravad latentsusaja eeliseid.

Kas õõneskiud-tuumakiud on suuremahuliseks-kommertskasutuseks valmis?

See on varajases sihipärases juurutamises, mida juhivad peamiselt hüperskaalajad valitud marsruutidel. Tootmismastaap, konnektori- ja splaissimisökosüsteemid ning standardimine on alles küpsemas, nii et laialdane{1}}tööstus ei ole veel käes.

Kas HCF vähendab energiatarbimist?

See võib peamiselt vähendada signaalikadu, nii et marsruudil on vaja vähem repiitereid ja võimendeid. Tegelik sääst sõltub konkreetsest lingi kujundusest ja seda tuleks pigem mõõta kui eeldada.

Kokkuvõte

Õõneskiud-ei ole lihtsalt kiirem kaabel. Selle tegelik väärtus AI-võrkudes on pikkade optiliste linkide levimisviivituse vähendamine, ulatuse pikendamine fikseeritud latentsuseelarve piires ja operaatoritele suurema vabaduse andmine AI-klastrite levitamiseks saitide vahel. Need eelised on kõige tugevamad metroo- ja piirkondlikul DCI-l, nõrgimad lühikesel-ehitamise hüppeperioodil ning neid kaalutakse alati kululisa ja endiselt-küpse ökosüsteemiga. Lähitulevikus on HCF ja ühemoodiline kiud{6}} üksteist täiendavad: SMF kannab suuremat osa liiklusest, samal ajal kui HCF sihib latentsus{7}}kriitilisi marsruute, kus iga viivituse kilomeeter loeb.

Kuna tehisintellektiklastrid ulatuvad saitide lõikes pidevalt, on iga lingi jaoks õige kiu ja ühenduse valimine muutumas peamiseks disainiotsuseks. Hengtong töötab sisselülitatud operaatoritegaandmekeskuste fiiberoptiline kaabeldusja aitab sobitada meediumi iga võrguosa latentsus-, võimsus- ja ulatusnõuetega.