La IA Generativa (IAGen) está cambiando la forma de implementar las redes. En poco tiempo las redes backend han evolucionado del conector dúplex LC al conector MPO, mientras que la velocidad de datos ha ido de 100G a 800G, y avanza hacia 1.6T y 3.2T, con velocidades de línea de 100G y 200G.
El desempeño y la redundancia son críticos. Las aplicaciones actuales requieren cuatro e incluso ocho veces más fibras. La capacidad de la red aumentó significativamente, pero el espacio disponible no escaló en igual proporción. Los gabinetes aumentaron su profundidad para adaptarse a los requerimientos de energía y enfriamiento, reduciendo el espacio para el cableado. Además, no toda implementación de IAGen ocurre en un data center dedicado a IA, cada entorno requiere una estrategia de diseño específica.
La planificación es esencial para asegurar escalabilidad, eficiencia y flexibilidad a largo plazo. Las decisiones tomadas en el diseño afectan directamente la operación futura y la capacidad de crecimiento.
Los Data Centers de Desempeño Optimizado (Performance Optimized Data Center – POD), filas de gabinetes prefabricadas de rápido despliegue, también conocidas como Unidades Escalables (Scalable Unit – SU), están compuestos por gabinetes GPU/CPU, gabinetes de switches spine-leaf y su cableado de interconexión. Son utilizados por data centers Hiperescala, Cloud e IA, así como por plataformas de redes sociales. Estos gabinetes, a nivel rack y filas de gabinetes, son los bloques constructivos básicos que se replican a través del data center.
Las GPU se conectan a los switches leaf para comunicarse dentro del POD, y luego a los switches spine para el enrutamiento a otros POD o a switches de núcleo a través de súper spines. Aquí la velocidad y redundancia son críticas, por lo que el desempeño de conexiones y medios de transmisión juega un rol fundamental. Dependiendo de la longitud, velocidad y aplicación, los enlaces pueden ser monomodo o multimodo, dúplex o más probablemente conectores multifibra, o bien enlaces cortos punto-a-punto con cables de conexión directa (DAC), cables eléctricos activos (AEC) o cables ópticos activos (AOC), y cableado de cobre Cat6/6A para la administración fuera de banda (Out of band – OoB).
Escalar esta estructura es costoso, por lo que es fundamental reducir la complejidad y tiempo de implementación. Todo lo que pueda ser hecho antes fuera del sitio, o al menos fuera de la sala, ayuda a mejorar la eficiencia y agilizar el proceso, por lo que un enfoque basado en bloques constructivos facilita la estandarización, simplifica la instalación y acelera la puesta en servicio.
Sin embargo, algunas tareas deben ejecutarse en terreno antes que el equipamiento de red, como la infraestructura de energía, el enfriamiento y las canalizaciones, por lo que es indispensable definir previamente la ubicación del equipamiento y la infraestructura necesaria para cada área.
Infraestructura y cableado ante nuevas exigencias
Los requerimientos de energía y enfriamiento para las implementaciones de GPU a gran escala son elevados y han aumentado en forma constante desde aproximadamente 10 KW por gabinete a 40 KW, 80 KW y más. Se prevé que la arquitectura Vera Rubin de NVIDIA, próxima a ser lanzada, demandará 600 kW por rack, según informó Data Center Dynamics. El aumento de la potencia por supuesto conlleva un aumento en el calor que debe ser gestionado. Esto ha impulsado el desarrollo de diversas técnicas de enfriamiento. Hoy, el método más común es el enfriamiento líquido directoal-chip (D2C), el cual requiere instalar tuberías dentro de los gabinetes, junto con energía adicional para soportar al equipo de enfriamiento, lo que ha llevado a los gabinetes GPU actuales a una profundidad de al menos 1200 mm.
Esta infraestructura adicional tiene un impacto directo en el cableado. Las mangueras de entrada y salida, así como los equipos de energía, bloquean el acceso posterior a los gabinetes GPU, haciendo necesario utilizar paneles y ordenadores de cables de acceso frontal. Dentro del POD está la mayor concentración de cableado y conectividad. Los conectores más utilizados son MPO12/8 y MPO12, mientras que los transceivers pueden usar uno o dos puertos MPO del tipo OSFP (Octal Small Form Factor Pluggable) o QSFP-DD (Quad Small Form Factor Double Density).
El conector MPO suele ser del tipo APC (Angled Physical Contact), lo que es requerido habitualmente por los fabricantes de equipos de IA para minimizar las pérdidas de retorno, incluso en fibra multimodo. El tipo de conector debería ser confirmado con el fabricante del transceptor antes de su implementación para evitar problemas de compatibilidad en terreno.
Los instrumentos actuales pueden medir, verificar y documentar los enlaces multifibra en pocos segundos, reduciendo significativamente los tiempos de prueba respecto a las soluciones dúplex. Se recomienda definir los requerimientos de prueba y los patch cords de referencia apropiados, para que estos sean adquiridos con suficiente antelación.
Opciones de conectividad
Se recomienda cableado estructurado en todos los segmentos de la red para una óptima compatibilidad e interoperabilidad, así como flexibilidad y soporte a futuras tecnologías.
No se recomienda el uso de conexiones punto-a-punto mediante cables DAC, AEC o AOC, debido a sus limitaciones de distancia y reutilización, ya que están asociados a protocolos, aplicaciones y velocidades específicas. Aunque atractivos a corto plazo (por su costo y bajo consumo de energía), pueden dificultar la administración del espacio y las futuras actualizaciones y, en el caso de los AOC, están más expuestos a daños durante su enrutamiento y tendido debido al peso de los transceivers y el reducido diámetro del cable de fibra.
Desde la perspectiva del tiempo de implementación, todo lo que se pueda hacer antes, fuera del sitio o al menos fuera de la sala, ahorra tiempo y mejora la eficiencia. Los cables preconfigurados y preterminados de fábrica pueden ser empaquetados, etiquetados e incluso codificados por color para agilizar la configuración y reducir la mano de obra necesaria para la implementación. Asimismo, los racks pueden ser cableados y probados fuera del sitio para acelerar la puesta en servicio y reducir el riesgo de errores de instalación que pueden ser costosos de corregir.
La disponibilidad de los transceivers debe considerarse desde la fase de diseño para evitar retrasos o cambios en los medios y/o arquitectura. Las buenas prácticas también recomiendan incluir capacidad de fibras de reserva para facilitar futuras expansiones o reparaciones, y cables estándares de 144 ó 288 fibras para proveer mayor certeza en su disponibilidad.
Los nuevos conectores multifibra VSFF (Very Small Form Factor) ofrecen capacidades equivalentes a un MPO en aproximadamente un tercio o la mitad de espacio, con un desempeño similar, lo que los hace muy atractivos para aplicaciones troncales de alta densidad.
Planificar para una infraestructura en evolución
La evolución de los data centers de IA exige infraestructuras de conectividad cada vez más ágiles, flexibles y escalables. Además de alcanzar mayores velocidades, se debe considerar el espacio físico, la disponibilidad, las horashombre y la tolerancia a interrupciones. La adopción de soluciones preconfiguradas, ensamble y pruebas fuera del sitio, y nuevas tecnologías de conectividad permite acelerar el despliegue y mejorar la escalabilidad. Los data centers de IA han cambiado las reglas. En un entorno donde la demanda y la competencia crecen rápidamente, una adecuada planificación desde el inicio será determinante para el éxito.
