新兴AI数据中心网络架构与应用——从传统前端到驱动AI的后端

随着人工智能和机器学习的发展，数据中心格局正在发生转变。因此云和大型企业数据中心要构建一种新的后端网络，以支持AI训练等高性能算力负载。传统前端网络正朝着面向通用算力负载和外部连接的方向发展

• 后端⽹络 – 脊叶架构，通过超高速、低延迟的东西向数据传输互连GPU集群，专用于AI训练任务。

在当今数据中心积极拥抱AI革命之际，西蒙深知基础设施的重要性——它能将高性能后端网络与灵活的前端网络无缝连接起来，同时满足不同环境的独特连接需求。无论您是在单个机柜中容纳用于边缘AI的后端和前端网络、还是仅用少量机柜构建入门级AI实验平台，抑或是通过大型复杂的轨道优化计算单元来大规模扩展AI训练，西蒙都能提供全方位解决方案，确保卓越的前端和后端网络性能——无论您的拓扑结构如何，或处于AI旅程的哪个阶段。

有4种不同类型的网络互连区域：

让我们更详细地来了解一下每个互连区域：

  前端网络 | 交换机到交换机互连  

• 传统的前端网络使用 200G 和 400G 以太网来实现交换机到交换机的连接。

BASE-8 MTP布线系统，包含配线箱、配线架和模块组件（典型传输距离超过10米）

前端网络 | 交换机到服务器互连

• 前端网络的接入交换机正在向100G 和 200G 以太网迁移。

• 支持 25G、50G 或 100G 服务器链路。

• 扇出分支配置（如2 x 200G、2 x 100G、4 x 100G）最大限度地提高端口利用率和空间效率。

• 前端交换机到服务器连接使用列末（EoR）/ 列中（MoR）或柜顶（ToR）拓扑结构。

• 具体拓扑方案选择取决于数据中心的大小和布局。

西蒙的前端网络交换机到服务器解决方案：

DAC （直连铜缆）用于机柜内连接（典型传输距离为3米）

LC 和 MTP 跳线用于机柜内连接（典型传输距离为3米）

6/6A 类SkinnyPatch铜缆跳线用于10G应用（典型传输距离为3米）

AOC （有源光缆）用于单列机柜间连接（典型传输距离可达30米）

BASE-8 MTP布线系统，包含配线箱、配线架和模块组件（典型传输距离超过10米）

后端网络 | 交换机到交换机互连  

• 高性能计算后端网络采用800G以太网脊叶架构，并逐步向1.6T以太网技术演进。

• 支持通过列末（EoR）或列中（MoR）拓扑实现列间或列内连接。

• 柜顶（ToR）拓扑适用于小型边缘/入门级AI场景，可实现脊叶交换机同柜部署。

西蒙的后端网络交换机到交换机解决方案：

DAC （直连铜缆）用于机柜内连接（典型传输距离为3米）

ACC/AEC （有源铜缆/有源电缆）用于单列机柜间连接（典型传输距离可达3-5米）

AOC （有源光缆）用于单列机柜间连接（典型传输距离可达30米）

BASE-8 MTP多模/APC和单模布线系统，包含配线箱、配线架和模块组件（典型传输距离超过10米）

后端网络 | 交换机到节点互连

  

• AI计算单元采用服务器节点内GPU的400G连接，每个连接均与不同的叶交换机相连，以优化GPU间通信。

• 采用低速铜缆连接实现带外管理。

  西蒙的后端网络交换机到节点解决方案：

数据中心布线拓扑结构多样，后端与前端网络可能在不同距离上采用点对点或结构化布线方案。连接方式包含：列间连接、机柜间连接（列末/列中）以及机柜内连接（柜顶）。交换机间及交换机至服务器的链路可采用扇出分支配置，最大化端口利用率并节省空间。

西蒙可为任何距离、拓扑和扇出分支配置提供全系列高性能布线解决方案。这包括无源和有源直连铜缆 （DAC） 组件、有源光缆 （AOC） 以及光纤和铜缆结构化布线系统。

• 空间与布局 – 数据中心的布局、空间以及不同区域之间的距离会影响拓扑结构和布线方案的选择。

• 延迟 – 在柜顶和列中拓扑结构中，点对点直连铜缆（DAC）具有更低的延迟和功耗。