NVIDIA MQM9790-NS2Fスイッチに最適な光モジュールの選定
2024年12月10日読了時間約1分
はじめに
NVIDIA MQM9790-NS2Fスイッチは、その高性能と低遅延の特長により、データセンターやハイパフォーマンスコンピューティング（HPC）、ハイパースケール・クラウド・インフラなどの大規模で高帯域幅を要求するネットワーク環境で広く使用されています。しかし、スイッチの性能を最大限に活用するためには、適切な光モジュールとの組み合わせが不可欠です。本記事では、NVIDIA MQM9790-NS2Fスイッチと互換性があり、優れたパフォーマンスを発揮する三つの光モジュールを紹介します。
NVIDIA MQM9790-NS2Fスイッチの概要
NVIDIA Quantum-2ベースのMQM9790-NS2Fスイッチは、400G NDR InfiniBandスイッチで、32個の物理8極スモールフォームファクタプラガブル(OSFP)コネクタに64個の400Gb/秒ポートを搭載し、1U標準シャーシ設計で最大128個の200Gb/秒ポートを提供するために分割することができます。このスイッチでは、2x400G（800G）ツインポートOSFPと呼ばれる1つのケージに2つの400Gb/秒ポートを収容するコネクタ・ケージを使用しており、空冷式スイッチでのみ使用されています。スイッチ1台で毎秒51.2テラビット（Tb/s）の双方向スループットを実現し、毎秒665億パケット（BPPS）以上の容量という画期的な性能を備えています。 SHARPV3、アダプティブ・ルーティング、輻輳制御とQoS、自己修復ネットワークなどの機能をサポートして、Fat Tree、SlimFly、Dragonfly+、多次元およびその他のネットワークトポロジも対応しています。
また、このスイッチは最新のNVIDIA高速相互接続の400Gb/秒技術に対応するNVIDIA Quantum-2を備え、リモートダイレクトメモリアクセス(RDMA)、適応型ルーティング、NVIDIA Scalable Hierarchical Aggregation and Reduction Protocol (SHARP)™などの最先端技術を組み込んだ、高速、超低遅延、スケーラブルなソリューションを実現します。
MQM9790-NS2Fスイッチの特徴
NVIDIA MQM9790-NS2Fスイッチは、以下の特徴を持っています：
ノンブロッキングまたは双方向帯域幅：最大400Gb/秒の高速相互接続、極めて低レイテンシでスケーラブルなソリューションをもたらし、AI開発者や科学研究者の研究、イノベーション、製品開発を加速します。
ホットスワップ対応冗長電源とファン：ハードウェアレベルの冗長性保護により、ビジネスの継続性を確保します。80ゴールド+およびエネルギースター認証の電源は、電気代を節約し、寿命と信頼性を向上させます。1+1デュアルAC電源はシステムをシャットダウンせずにPSUを取り外したり交換したりでき、6+1ホットスワップファンはファン速度を管理ソフトウェアで制御し、優れた冷却、騒音、電力削減を実現します。
ネットワーク内コンピューティング：Scalable Hierarchical Aggregation and Reduction Protocol (SHARP)™テクノロジーは、コンピューティング・アプリケーションにとって重要な集団通信オペレーションをCPUからスイッチ・ネットワークにオフロードします。これはネットワークのより高いパフォーマンスと拡張性を実現します。
自己修復ネットワーク機能：リンク障害を克服し、ソフトウェアベースのソリューションの5,000倍の速さでネットワークを回復し、安定したスケーラブルなシステムを実現します。これによりシステムのパフォーマンスと利用率が大幅に向上します。
複数の管理方法：SNMP、CLI、WEB、JSON、および高度なNVIDIA Unified Fabric Manager (UFM®) プラットフォームをサポートし、より高い利用率を実現し、最新のデータセンターネットワークの全体的なオペックスを削減します。ネットワークメンテナンスが容易になります。
InfiniBandで実証済み適応型ルーティング性能：適応型ルーティングアルゴリズムは、パケット配信の失敗を防ぐのに役立ちます。また、ネットワークの輻輳を最小限に抑え、ネットワークパフォーマンスを向上させます。
MQM9790-NS2Fスイッチの応用範囲
NVIDIA MQM9790-NS2Fスイッチは、次世代の高帯域幅、低遅延ネットワークインフラに対応するために設計された高性能スイッチです。その強力な性能とスケーラビリティは、さまざまな用途に対応できる柔軟性を提供します。以下に、MQM9790-NS2Fスイッチが活用される代表的な応用範囲をご紹介します。
データセンター：データセンターは、膨大なデータを効率的に処理し、低遅延でのデータ転送を求められる環境です。MQM9790-NS2Fスイッチは、最大800Gbpsの高速データ転送をサポートし、スパイン・リーフアーキテクチャに適しています。このスイッチは、次世代のデータセンターで必要とされる高帯域幅と低遅延の要件を満たし、複雑なワークロードを処理するための理想的な基盤を提供します。
クラウドインフラ：クラウドサービスの普及に伴い、クラウドプロバイダーや企業のクラウドインフラは高帯域幅、低遅延、大規模なスケーラビリティを要求しています。MQM9790-NS2Fスイッチは、クラウドインフラのバックボーンネットワークにおけるデータ通信を支え、効率的なデータ転送とスムーズな運用を可能にします。
高性能計算（HPC）：高性能計算（HPC）環境では、大量のデータをリアルタイムで処理し、高速なネットワークが不可欠です。MQM9790-NS2Fスイッチは、リアルタイム処理が求められるアプリケーションにおいても高いパフォーマンスを発揮します。科学計算、シミュレーション、ビッグデータ解析など、計算資源を最大限に活用するための強力な基盤となります。
光モジュールがNVIDIA MQM9790-NS2Fスイッチにおける役割
光モジュールは、スイッチとネットワーク機器を高速かつ安定的に接続するための重要な役割を果たしていますす。正しい光モジュールを選択することは、ネットワークの拡張、およびパフォーマンスを最大化するために不可欠です。以下では、NVIDIA MQM9790-NS2Fスイッチにおける光モジュールの主な役割について詳しく解説します。
1. 高速なデータ伝送の提供
光モジュールの主な役割の一つは、高速なデータ伝送をサポートすることです。NVIDIA MQM9790-NS2Fスイッチは、最大800Gbpsのデータスループットをサポートしており、光モジュールを使用することで、スイッチ間で非常に高速なデータ伝送が可能となります。これにより、低遅延と高帯域幅が求められるアプリケーション、特にビッグデータ処理、高性能コンピューティング、クラウドコンピューティングなどの分野での要件を満たすことができます。
最大800Gbpsの高速接続をサポート: 光モジュールは、データセンターやHPCなどの高需要な環境において必要なパフォーマンス要件を満たすため、スイッチ間で高速データ伝送を実現します。
2. 長距離伝送のサポート
光モジュールは、単に高速データ伝送をサポートするだけでなく、長距離での通信も実現します。NVIDIA MQM9790-NS2Fスイッチに搭載された光モジュールは、シングルモード光ファイバーを通じて、数百キロメートルにわたる通信をサポートできます。従来の銅線接続と比較して、光ファイバーは信号減衰を大幅に減少させ、より安定したネットワーク接続を提供します。
長距離接続機能: データセンター間の接続や、グローバル企業ネットワークの構築において、光モジュールは低損失のリモート接続を実現します。
長距離展開: 光モジュールは、2キロメートル以上の接続をサポートし、ネットワークのカバレッジ範囲を大幅に拡張します。
3. ネットワークの拡張性を向上
光モジュールは、プラグアンドプレイ式で、ネットワークの拡張性を高めることができます。NVIDIA MQM9790-NS2Fスイッチは、OSFP、QSFPなどのさまざまなタイプの光モジュールに対応しており、異なるネットワークニーズに応じて設定および交換することが可能です。光モジュールを使用することで、ユーザーはスイッチのポート数、帯域幅、伝送距離を必要に応じて拡張でき、スイッチ全体を交換する必要はありません。
モジュール設計: 光モジュールのプラグアンドプレイ方式により、ネットワークを柔軟に拡張することができ、ネットワークの柔軟性と拡張性が向上します。
多様な選択肢: 光モジュールは、単モードファイバー、マルチモードファイバー、さらにはさまざまな速度（400G、800Gなど）をサポートしており、さまざまなネットワーク環境に対応します。
4. ネットワークパフォーマンスの最適化
光モジュールは、単にスイッチと他のネットワーク機器を接続する役割を果たすだけでなく、信号伝送の最適化を通じて、信号損失、ジッタ、ビット誤り率（BER）などを低減し、ネットワーク全体の安定性とパフォーマンスを向上させます。NVIDIA MQM9790-NS2Fスイッチでは、光モジュールの選択と設定がネットワークパフォーマンスに直接影響を与え、特に大規模データ伝送と高頻度データ交換においてその効果が現れます。
低遅延および高帯域幅: 光モジュールは、ネットワークの遅延を効果的に低減し、リアルタイムコンピューティングやビッグデータ分析の際に迅速に反応できるようにします。
ネットワークの信頼性向上: 信号損失の減少と伝送効率の向上により、ネットワークの安定性と信頼性が向上します。
5. 柔軟なネットワークアーキテクチャのサポート
NVIDIA MQM9790-NS2Fスイッチは、光モジュールを活用したさまざまなネットワークアーキテクチャに対応しており、スパイン・リーフアーキテクチャ、データセンター間接続（DCI）、および広域ネットワーク（WAN）などに適しています。光モジュールを使用することで、異なるタイプの機器を光ファイバーで接続し、大規模なネットワークアーキテクチャ内で効率的に相互接続することが可能になり、多くのネットワークニーズを満たします。
スパイン・リーフアーキテクチャのサポート: スパイン・リーフアーキテクチャは、高速な光モジュールのサポートに依存しており、光モジュールはこのアーキテクチャ内での効率的なネットワーク接続とデータの流れを実現します。
地域間接続: 光モジュールは、異なる地理的な位置にあるデータセンターを接続することができ、地域間の効率的な接続をサポートします。
NVIDIA MQM9790-NS2Fスイッチに適したFS光モジュールの紹介
OSFP-SR4-400G-FL
NVIDIA InfiniBand MMA4Z00-NS400互換のOSFP-SR4-400G-FL光モジュールは、シングル4チャネルMPO-12/APC光コネクタを使用したInfiniBand 400Gb/sシングルポートOSFP、SR4マルチモード・パラレルトランシーバです。ショートリーチ4チャネル(SR4)デザインは、100G-PAM4変調を使用し、OM4マルチモードファイバを使用した最大ファイバリーチは50mです。これは、InfiniBand NDRエンド・ツー・エンド・システムでの使用に適合しています。
この製品を100%検証し、NVIDIA ConnectX-7アダプタとの完全な互換性を確認しています。さらに、OSFP MSA、IEEE 802.3ck、クラス1レーザー安全規格に準拠し、DDM（デジタル診断モニタリング）にも対応しています。最新の技術を駆使しており、最大消費電力8.5Wを実現する7nm DSP（デジタル信号処理）内蔵で、エンドツーエンドのシステム認定を取得しています。これにより、極めて低いビット誤り率（BER）を実現し、データ通信の安定性と信頼性を確保しています。
データセンター、スーパーコンピューティングやHPC業界にとって理想的なソリューションであり、コンピューティングやストレージのインフラにシームレスに統合し、効率的な高性能相互接続を実現します。また、このモジュールは2x400G IBスイッチのツインポートトランシーバーにリンクされたConnectX-7 OSFPアダプターで使用されます。
図1：ConnectX-7への800Gから2×400Gリンク
OSFP-SR8-800G
NVIDIA/Mellanox InfiniBand MMA4Z00-NS互換のOSFP-SR8-800G光モジュールは、各400Gb/秒の2ファイバ4チャンネルMPO-12/APC光コネクタ2個を使用する、InfiniBand 800Gb/秒2x400Gb/秒ツインポートOSFP、SR8マルチモード、パラレル、8チャンネルトランシーバです。パラレル・マルチモード・ショートリーチ8チャネル（SR8）は、100G-PAM4変調を使用し、8本のマルチモード・ファイバを使用して最大ファイバリーチは50mです。
また、8x 100G-PAM4電気パラレルからデュアル4x 100G-PAM4光パラレルの変換に対応し、柔軟な接続オプションを提供します。OSFP MSA、IEEE 802.3ck、RoHS、クラス1レーザー安全規格に準拠し、DDM（デジタル診断モニタリング）にも対応しており、信頼性の高いパフォーマンスを確保します。更に、InfiniBand NDRエンド・ツー・エンド・システムでの使用が認定されて、最先端の技術を駆使しており、Marvell製6nm DSPチップ内蔵により、最大消費電力は16Wを実現しています。100%オリジナル検証済み、NVIDIA QM9700およびQM9790デバイスにも完全対応しています。
データセンター、スーパーコンピューティングやHPC業界にとって理想的なソリューションで、コンピューティングやストレージのインフラにシームレスに統合し、効率的な高性能相互接続を実現します。このモジュールは、Quantum-2空冷スイッチにも使用されています。Quantum-2空冷スイッチに採用されたフラットトップOSFPにより、800G対800Gスイッチ間、または800G対2本の400G ConnectX-7リンクをサポートし、高帯域幅と低遅延を提供します。
図2：スイッチ間の800Gから800Gリンク
OSFP-2FR4-800G
NVIDIA/Mellanox InfiniBand MMS4X50-NM互換のOSFP-2FR4-800G光モジュールは、800Gb/秒、2x400Gb/秒、ツインポートOSFP、2xFR4シングルモード、多重化、8チャネルトランシーバで、各々4チャネルの100G-PAM4を伝送する2ファイバのLCデュプレックス光コネクタを使用します。デュアル・ファーリーチ8チャネル（2xFR4）デザインは、CWDM4シリアル多重1310nm波長グリッドに基づく100G-PAM4電気および光変調を使用します。
また、8x 100G-PAM4電気信号から、デュアル4x 100G-PAM4光信号への多重化をサポートし、柔軟で強力な接続オプションを提供します。これにより、ユーザーはさまざまなネットワーク構成に対応でき、最適なパフォーマンスを引き出すことができます。OSFP MSA、IEEE 802.3ck、RoHS、クラス1レーザー安全規格に準拠し、DDMにも対応しています。更に、InfiniBand NDRエンド・ツー・エンド・システムでの使用が認定され、業界最先端の技術を駆使し、Broadcom製7nm DSPチップを内蔵し、最大消費電力は16.5Wを実現します。100%オリジナルで検証され、NVIDIAのQM9700およびQM9790デバイスにも完全対応しています。
データセンター、スーパーコンピューティングやHPC業界にとって理想的なソリューションで、コンピューティングやストレージのインフラにシームレスに統合し、効率的な高性能相互接続を実現します。このモジュールは、Quantum-2空冷スイッチにも使用されています。Quantum-2空冷スイッチに採用されたフラットトップOSFPを利用し、スイッチ間で800Gから800Gリンクをサポートし、高帯域幅と低遅延を必要とする環境において、効率的で高速なデータ転送が可能です。
図3：スイッチ間の800Gから800Gリンク
仕様比較表
以下は、上記3つのモジュール製品のパラメータ比較表であり、それらの違いをさらに理解し、自分のニーズに合った製品を選択するのに役立ちます：
型番 |  |  |  |
中心波長 | 850nm | 850nm | 1271nm、1291nm、1311nm、1331nm |
コネクタ | MPO-12/APC | デュアルMPO-12/APC | デュアルLCデュプレックス/UPC |
フィンの種類 | フラットトップ | フィン付きトップ | フィン付きトップ |
最大データ速度 | 425Gbps (4x106.25Gb/s) | 850Gbps (8x 106.25Gbps) | 850Gbps (8x 106.25Gbps) |
最大伝送距離 | 30m@OM3 50m@OM4/OM5 | 30m@OM3 50m@OM4 | 2km |
変調方式 | 電気：4x 106.25Gb/s PAM4 光：4x 106.25Gb/s PAM4 | 電気：8x106.25Gb/s PAM4 光：2つのポート 4x106.25Gb/s PAM4 | 電気：8x106.25Gb/s PAM4 光：2つのポート 4x106.25Gb/s PAM4 |
送信機タイプ | VCSEL | VCSEL | EML |
受信機タイプ | PIN | PD | PIN |
チップ | 7nm DSP | Marvell 6nm DSP | Broadcom 7nm DSP |
包装技術 | COB (Chip on Board) 包装 | COB(Chip on Board)包装 | COB(Chip on Board)包装 |
消費電力 | ≤8.5W | ≤16W | ≤16.5W |
適用範囲 | InfiniBand 800Gから2x400Gへのブレークアウト | InfiniBand 800Gから800G 800Gから2x400Gへのブレークアウト | InfiniBand 800Gから800G 800Gから2x400Gへのブレークアウト |
FS光モジュールを選ぶ理由
NVIDIA MQM9790-NS2Fスイッチに適した光モジュールを選定する際、FSの光モジュールを優先的に選択することをお勧めします。上記に挙げた各モデルのモジュールの利点に加えて、以下にFSモジュールを選ぶ理由をさらに紹介します。
厳格な品質管理：すべてのモジュールは出荷前に、100％互換性があることを確認するために、対応するスイッチでそれらをテストしています。また、製品の性能と信頼性の完璧な融合を保証するために、専門的なテスト環境で一連のアイテムを厳しく選択します。
テストアイテム | 結果 |
①マルチバージョンテスト | デバイスのバージョンに関係なく、光モジュールは様々なハードウェアとソフトウェアのバージョンとのシームレスな統合を保証するために厳密にテストされています。 |
②接続テスト | 光モジュールは両方のデバイスに正常に接続でき、デバイスポートのステータスは有効です。 |
③BERテスト | 高負荷条件下でのデータ伝送の精度を保証するために、リアルタイムBERをテストします。 |
表：信頼できるテスト結果（スイッチ側テストとNIC側のテスト）
先進的な技術と性能：FSは、最新の技術と高い性能を持つモジュールを提供しています。800Gリンクにおいて高速かつ低消費電力を実現します。例えば、PAM4モジュレーション技術を採用し、帯域幅の拡張と高速伝送を可能にします。
広範な製品ラインアップ：FSは、さまざまな伝送速度（400G、800G）やフォームファクターに対応する光トランシーバモジュールを提供し、異なるニーズに応じた最適な製品選択が可能です。
コストパフォーマンスの良さ：高品質でありながら、FSは競争力のある価格設定を実現しています。特に大規模なデータセンターやHPCネットワークにおいて、コストパフォーマンスに優れた選択肢となります。
ソリューションカスタマイズのサポート：FSは、豊富な経験を持つ専門家が、最適な技術的アドバイスを提供します。これにより、より効率的で効果的なソリューションを選択できます。特に、Infinibandネットワークソリューションを提供し、高速、低レイテンシ、スケーラビリティ、効率性において顕著な優位性を発揮します。このソリューションは、NVIDIA MQM9790-NS2Fスイッチと先に述べた3種類のモジュールを完璧に組み合わせ、最も理想的なソリューションを直接提供します。
迅速なサポートとカスタマーサービス：FSは、製品に関する技術サポートやカスタマーサービスを提供しており、問題が発生した際にも迅速に対応できます。また、グローバルなネットワークを活用し、どこでもサポートを受けることができます。
大量の在庫と当日発送：FSは、各種光モジュールを豊富に取り揃えており、製品を即座に提供するため、大量の在庫を常に確保しています。また、ローカル倉庫を持って、多くの製品は当日発送に対応して迅速な納品を実現します。これにより、急な納期にも柔軟に対応可能です。
このように、FSのモジュールは高い品質、先進的な技術、信頼性、そしてコストパフォーマンスを兼ね備えており、データセンター、HPC、クラウドインフラなどのネットワークにおいて最適な選択肢となります。
まとめ
NVIDIA MQM9790-NS2Fスイッチの高性能と低遅延機能は、データセンター、HPC、クラウド・コンピューティング・プラットフォームの帯域幅と伝送速度の高い要件を満たすために、さまざまな光モジュールと完璧に動作することができます。特に、FSの400GのOSFP-SR4-400G-FLモジュール、800GのOSFP-SR8-800Gモジュール、長距離伝送に対応したOSFP-2FR4-800Gモジュールのいずれも、NVIDIA MQM9790-NS2Fスイッチの優れた性能を最大限に発揮し、安定した効率的なネットワーク接続を提供します。これにより、企業は大容量データ転送や複雑なネットワーク環境において卓越したパフォーマンスを実現できます。また、FS.comは完全なワンストップサービスチームを完備しており、お客様のニーズに最適なソリューションを提案するために、当社のアカウント マネージャーに詳細情報を問い合わせることができます。