Минпромторг объявил тендер на сумму от 1,09 млрд руб. на проведение опытно-конструкторских работ (ОКР) по созданию отечественной технологии выпуска кварцевых заготовок (преформ) для оптоволокна, сообщает CNews. Проект под названием «Кварцит» рассчитан на срок до 1 декабря 2025 года.

Как указано в тендерных документах, у России нет полного цикла технологий производства ВОЛС. Новое изделие по своим параметрам должно соответствовать зарубежным аналогам от Sumitomo Electric Industries Ltd (Япония), Corning (США), OFS (Япония/США), доступ к которым из-за санкций осложнился.

В марте 2023 года Владимир Путин поручил Правительству совместно с ВЭБ.РФ принять меры для запуска в России полного цикла производства оптоволокна уже в 2024 году. Ранее суммарные инвестиции в такой проект оценивались в 20 млрд руб./год. Речь идет о строительстве завода по выпуску заготовок для АО «Оптиковолоконные системы» в Саранске (Республика Мордовия) и последующем увеличении объемов выпуска до 10 млн км оптоволокна в год.

Именно такой объем считался минимально необходимым для запуска собственного производства преформ в 2019 году, когда компания сообщила о выпуске четырехмиллионного километра. Сейчас компанией производятся оптические волокна стандартов G652D, G657А1/G657А2, G654E. Ведется подготовка к выпуску волокон G651 и G655. Производственные мощности завода составляют 4 млн км/год. В «Оптиковолоконных системах» уверяют, что мощности предприятия позволяют удовлетворить более 50 % спроса на российском рынке.

Технологии искусственного интеллекта (ИИ) сегодня бурно развиваются и требуют всё более серьёзных вычислительных мощностей. Но наряду с наращиванием этих мощностей растут требования и к сетевой подсистеме, поэтому крупные компании и исследовательские организации ищут всё новые способы оптимизации инфраструктуры.

Компания Meta✴ в сотрудничестве с Массачусетским технологическим институтом (MIT) и рядом прочих исследовательских организаций опубликовала данные любопытного эксперимента, в котором ИИ-кластер мог менять топологию своего интерконнекта с помощью механической «роборуки».

Система получила название TopoOpt, поскольку вычислительные узлы в ней использовали полностью оптическую сеть с оптической же патч-панелью. Эта сеть объединяла 12 вычислительных узлов ASUS ESC4000A-E10, каждый из которых был оснащён ускорителем NVIDIA A100, сетевыми адаптерами HPE и Mellanox ConnectX-5 (100 Гбит/с) с оптическими трансиверами.

Источник здесь и далее: USENIX

Наиболее интересное устройство в эксперименте — оптическая патч-панель Telescent, оснащённая механическим манипулятором, способным производить перекоммутацию на лету. Эта «роборука» работала под управлением специализированного ПО, целью которого ставилось нахождение оптимальной сетевой топологии и сегментации сети применительно к различным задачам машинного обучения.

Система с перекоммутируемой оптической сетью не требует энергоёмких высокоскоростных коммутаторов и обеспечивает ряд других преимуществ

Такая роботизированная патч-панель не столь расторопна, как оптические коммутаторы Google с микрозеркальной механикой, но стоит впятеро дешевле и имеет больше портов. Опубликованные экспериментальные данные уверенно свидетельствуют о том, что топология «толстого дерева» (fat tree), использующая несколько слоёв коммутаторов, не оптимальна и даже избыточна для ряда нейросетевых задач.

К тому же перекоммутируемая оптическая сеть без традиционных высокоскоростных коммутаторов требует меньше оборудования, а значит, может быть не только быстрее сети fat tree в ряде ИИ-задач, но и существенно дешевле в развёртывании и поддержании в рабочем состоянии — как минимум за счёт отсутствия затрат на питание множества коммутаторов.

Корпорация Microsoft объявила о заключении соглашения о покупке компании Lumenisity, базирующейся в Великобритании. Этот стартап, основанный в 2017 году, специализируется на разработке решений для высокоскоростной передачи данных с применением технологии полого оптоволокна HCF (Hollow Core Fiber). Компания Lumenisity создана как дочерняя структура Исследовательского центра оптоэлектроники (ORC) Саутгемптонского университета.

Конструкцией HCF предусмотрено наличие заполненного воздухом канала, окружённого кольцом стеклянных трубок, похожим на соты. Свет проходит не через обычное волокно, а через воздушный канал, так что, по словам Lumenisity, он распространяется по HCF-кабелям примерно на 47 % быстрее, чем через волокно из кварцевого стекла. Хотя это и не новая технология, интерес к ней растёт по мере улучшения пропускной способности и надёжности.

Источник изображения: Microsoft

Такая конструкция позволяет не только повысить скорость передачи данных и снизить задержки, но и открывает путь к созданию протяжённых ВОЛС без использования репитеров благодаря более низким потерям энергии. Кроме того, Lumenisity говорит, что её решение дешевле аналогов и лучше защищено от вторжений.

Microsoft заявляет, что приобретение Lumenisity расширит возможности по дальнейшей оптимизации глобальной облачной инфраструктуры Azure. Lumenisity привлекла на развитие в общей сложности около $15,5 млн, а недавно открыла производственное предприятие HCF в Ромси, Великобритания. Финансовые условия сделки не раскрываются. Важно отметить, что волокно Lumenisity не требует для развёртывания специального оборудования и работает со многими оптическими системами, которые сегодня используются в телекоммуникационных сетях.

По всей видимости, Microsoft будет применять технологию Lumenisity для объединения своих ЦОД. Также Microsoft по неподтверждённым пока официально данным приобрела Fungible, разработчика DPU. Компания, судя по всему, намерена задействовать эти DPU только для собственных нужд.

Производительность любого современного суперкомпьютера или кластера во многом зависит от интерконнекта, объединяющего вычислительные узлы в единое целое, и практически обязательным компонентом такой сети является коммутатор. Однако последнее не аксиома: компания Rockport Networks представила своё видение HPC-систем, не требующее использования традиционных коммутирующих устройств.

Проблема межсоединений существовала в мире суперкомпьютеров всегда, даже в те времена, когда сам процессор был набором более простых микросхем, порой расположенных на разных платах. В любом случае узлы требовалось соединять между собой, и эта подсистема иногда бывала неоправданно сложной и проблемной. Переход на стандартные сети Ethernet, Infiniband и их аналоги многое упростил — появилась возможность собирать суперкомпьютеры по принципу конструктора из стандартных элементов.

Пассивный оптический коммутатор SHFL

Тем не менее, проблема масштабирования (в том числе и на физическом уровне кабельной инфраструктуры), повышения скорости и снижения задержек никуда не делась. У DARPA даже есть особый проект FastNIC, нацеленный на 100-кратное ускорение сетевых интерфейсов, чтобы в конечном итоге сгладить разницу в скорости обмена данными внутри узлов и между ними.

Сам по себе высокоскоростной коммутатор для HPC-систем — устройство непростое, требующее использования недешёвого и сложного кремния, и вкупе с остальными компонентами интерконнекта может составлять заметную долю от стоимости всего кластера в целом. При этом коммутаторы могут вносить задержки, по определению являясь местами избыточной концентрации данных, а также требуют дополнительных мощностей подсистем питания и охлаждения.

Подход, продвигаемый компанией Rockport Networks, свободен от этих недостатков и изначально нацелен на минимизацию точек избыточности и возможных коллизий. А достигнуто это благодаря архитектуре, в которой концепция традиционного сетевого коммутатора отсутствует изначально. Вместо этого имеется специальный модуль SHFL, в котором топология сети задаётся оптически, а все логические задачи берут на себя специализированные сетевые адаптеры, работающие под управлением фирменной ОС rNOS и имеющие на борту сконфигурированную нужным образом ПЛИС.

Модуль SHFL даже не требует отдельного электропитания, а вот адаптеры Rockport NC1225 его хотя и требуют, но умещаются в конструктив низкопрофильного адаптера с разъёмом PCIe x16 и потребляют всего 36 Вт. Правда, в настоящий момент речь идёт только о PCIe 3.0, поэтому полнодуплексного подключения на скорости 200 Гбит/с пока нет. Тем не менее, Техасский центр передовых вычислений (TACC) посчитал, что этого уже достаточно и стал одним из первых заказчиков — 396 узлов суперкомпьютера Frontera используют решение Rockport.

Использование не совсем традиционной оптической сети, впрочем, накладывает свои особенности: вместо популярных *SFP-корзин используются разъёмы MTP/MPO-24, а каждый кабель даёт для подключения 12 отдельных волокон, что при скорости 25 Гбит/с на волокно позволит достичь совокупной пропускной способности 300 Гбит/с. ОС и приложениям адаптер «представляется» как чип Mellanox ConnectX-5, который и входит в его состав, а потому не требует каких-то особых драйверов или модулей ядра.

Rockport фактически занимается транспортировкой Ethernet и реализует уровень OSI 1/1.5, однако традиционной коммутации как таковой нет — адаптеры самостоятельно определяют конфигурацию сети и оптимальные маршруты передачи сигнала по отдельным волокнам с возможностью восстановления связности на лету при каких-либо проблемах. Весь трафик разбивается на маленькие кусочки (FLIT'ы) и отправляется по виртуальным каналам (VC) с чередованием, что позволяет легко управлять приоритизацией (в том числе на L2/L3) и снизить задержки.

SHFL имеет 24 разъёма для адаптеров и ещё 9 для объединения с другими SHFL и Ethernet-шлюзами для подключения к основной сети ЦОД (в ней сеть Rockport видна как обычная L2). Таким образом, в составе кластера каждый узел может быть подключён как минимум к 12 другим узлам на скорости 25 Гбит/с. Однако топологию можно менять по своему усмотрению. Компания-разработчик заявляет о преимуществе своего интерконнекта на классических HPC-задачах, могущем достигать почти 30% при сравнении c InfiniBand класса 100G и даже 200G. Кроме того, для Rockport требуется на 72% меньше кабелей.