NVIDIA DGX B300 集群布线方案详解:InfiniBand 与 RoCE 网络部署指南

技术文章

本文以搭载 ConnectX-8 网卡的 NVIDIA DGX B300 AI 集群为对象,分别介绍 InfiniBand 与 RoCE 两种网络架构下计算网、存储网的 Leaf-Spine 全光布线设计,对比了两套方案的交换机、光模块、光纤选型及 8SU 规模下节点与光缆配置,指出两种方案光纤组件需求量大,部署时需结合集群规模、传输距离与机房现有条件综合选型。

NVIDIA DGX B300 集群布线方案详解:InfiniBand 与 RoCE 网络部署指南

引言

作为 NVIDIA 新一代 AI 基础设施平台,DGX B300 支持 InfiniBand 与 RoCE(RDMA over Converged Ethernet)两种网络架构部署,以适配不同数据中心在性能、成本与生态兼容性方面的需求。

两种方案均可为 DGX B300 提供高性能 GPU 互联能力,但在交换机选型、网络拓扑、链路设计及光模块部署方式上存在显著差异。

为帮助用户更好地完成 AI 集群网络规划,本文基于搭载 ConnectX-8 网卡的 DGX B300 平台,重点介绍 InfiniBand 与 RoCE 两种架构下的计算网络和存储网络布线设计,并对关键网络组件及光链路部署方案进行分析,为实际项目建设提供参考。

基于 InfiniBand 协议的 DGX B300 集群布线方案

计算网布线设计

计算网采用轨道优化的胖树拓扑,用于在多节点 GPU 训练中提供非阻塞通信能力。分为 Leaf 层与 Spine 层两级交换机部署模式,以可扩展单元(SU)作为基础部署模块。核心交换机选用 Quantum-X800 Q3400 InfiniBand 交换机。

本方案中的8个SU,包含576个节点(每SU 72个节点),配套部署64台Leaf层交换机与36台Spine层交换机。集群支持后续按 SU 单元进行规模化扩展,以适应超大规模 AI 训练的算力增长需求。

计算网采用全光链路部署,基于 800 Gbps XDR InfiniBand 标准,核心链路类型如下:

  1. DGX B300 ↔ Leaf:交换机侧使用1.6T 2xDR4 OSFP224(MMS4A00-XM/MMS4C10-XM)光模块搭配两根光纤线缆,每根MPO-12 APC多模光纤线缆连接到一个800G DR4 OSFP224(MMS4A20-XM800)光模块。实现DGX B300至 Leaf 交换机的高效互连。
  2. Leaf ↔ Spine:通过1.6T 2xDR4 OSFP224(MMS4A00-XM/MMS4C10-XM)光模块和两根MPO-12 APC单模光纤线缆,实现 Leaf 至 Spine 交换机间的互联。

在 8 SU 配置(576 台 DGX B300 节点,4,608 颗 GPU)中,计算网络部分所涉及的光互连组件如下所示,MPO 光缆数量约为 9,216 条(可根据实际规模进行灵活调整)。

存储网布线设计

存储网采用 NDR InfiniBand 方案,基于 Leaf-Spine 两级拓扑架构部署,核心设备为 Quantum QM9700 InfiniBand 交换机。

存储网 NDR InfiniBand 方案核心光链路设计如下:

  1. DGX B300 ↔ Leaf:使用 400G SR4 OSFP(MMA4Z00-NS400)光模块,搭配 MPO-12 APC 多模光纤线缆,实现 DGX B300 与 Leaf 交换机之间的高速互联。
  2. Leaf ↔ Spine 长距(≤500m):在长距互联场景中,Leaf 与 Spine 交换机之间通过 400G DR4 OSFP(MMS4X00-NS400)光模块配合 MPO-12 APC 单模光纤线缆实现连接。
  3. Leaf ↔ Spine 短距(≤50m):该链路采用 400G SR4 OSFP(MMA4Z00-NS400)光模块,结合两根 MPO-12 APC 多模光纤线缆进行构建,用于实现 Leaf 与 Spine 之间的短距高速互联。

8 SU 配置下光链路组件配套 MPO 光缆数量约为 2,304 条(实际数量可根据收敛比灵活变化)。

基于 RoCE 协议的 DGX B300 集群布线方案

计算网布线设计

计算网为两层双平面胖树结构,包含 Leaf 层和 Spine 层,同样采用轨道优化连接方式,以可扩展单元(SU)为基础模块。

核心交换机选用 SN5610 以太网交换机。由于 ConnectX-8 网卡当前不支持 800G 以太网单端口,因此采用多平面设计方案:每个 800G 网卡拆分为 2×400G 端口,两个端口各自构成独立通信平面,因此后端计算网络实际为 2 个并行、互相独立的 400G 以太网网络(即双平面架构)。

本方案中的8个SU包含512个节点(每SU 64个节点),配套部署128台Leaf层交换机与64台Spine层交换机,集群整体支持后续按SU单元进一步规模化扩展,以满足超大规模AI训练的算力扩容需求。

RoCE 方案同样采用全光链路部署,具体连接方式如下:

  1. DGX B300 ↔ Leaf:服务器侧配置400G SR4 OSFP光模块,借助两根 MPO-12 APC 多模光纤与交换机侧的800G 2xSR4 OSFP光模块相连,最终完成DGX B300到 Leaf 交换机之间的高速互连部署。
  2. Leaf ↔ Spine 长距(≤500m):使用800G 2xDR4 OSFP光模块和两根MPO-12 APC单模光纤线缆来实现 Leaf 至 Spine 交换机间的高速互联。
  3. Leaf ↔ Spine 短距(≤50m):当Leaf与Spine交换机之间的部署距离在50米以内时,则改用800G 2xSR4 OSFP光模块与两根MPO-12 APC多模光纤线缆实现互联。

在 8 SU 配置(512 台 DGX B300,4,096 颗 GPU)的计算网络中,核心光链路配套 MPO 光缆数量约为 8,192 条(实际规模可按需求灵活调整)。

存储网布线设计

存储网与计算网物理隔离,采用独立的两层 Leaf-Spine 结构。每台 DGX B300 服务器通过 2 个 400G QSFP 端口接入存储网 Leaf 层。Leaf 至 Spine 之间采用 800G 链路(两条 400G 并行)以提供更高的汇聚带宽。

链路连接规范:

  1. DGX B300 ↔ Leaf:交换机侧采用 800G 2×400G SR4 OSFP 光模块,通过两根 MPO-12 APC 多模光纤分别连接服务器侧 400G SR4 OSFP 光模块。实现DGX B300至 Leaf 交换机的高效互连。
  2. Leaf ↔ Spine 长距(≤500m):采用 800G 2×DR4 OSFP 光模块,配合两根 MPO-12 APC 单模光纤跳线,用于实现 Leaf 与 Spine 之间的远距离互联。
  3. Leaf ↔ Spine 短距(≤50m):使用800G 2xSR4 OSFP光模块和两根MPO-12 APC多模光纤线缆来实现 Leaf 至 Spine 交换机间的互联。

8 SU 配置下存储网络配套 MPO 光缆约 2,048 条。

结论

从布线方案的对比可以看出,DGX B300 集群无论是选择 InfiniBand 还是 RoCE 架构,其对光通信核心组件(如MPO 跳线、单/多模收发器)的需求规模均极为庞大。在实际落地部署中,数据中心设计人员需综合考量集群扩展规模、收敛比预算、长短距传输环境以及原有基础设施的兼容性,从而选择最匹配的物理高密布线方案。