400G資料中心網絡市場發展迅猛，更大吞吐量的交換晶片、更高速率的光連接配接件、爆炸式的資料增長，在合力加速資料中心網絡的發展。除此之外，随着5G的蓬勃發展和基于視訊的資料傳輸的快速增長，資料中心需要更新容量才能滿足快速增長的資料和帶寬密集型應用需求。
所有這些驅動因素都在推動資料中心流量的持續增長，以及對大容量 400G 資料中心網絡解決方案的需求。由于資料密集型應用的容量需求激增遠超目前的高速傳輸能力，400G作為一種不斷演進的技術勢必大有可為，它擁有相對更低的運維成本 (OpEx)和更小的占用空間，能更好地滿足對光纖連接配接的迫切需求。
400G網絡概述
過去幾十年，我們見證了以太網速度從1G、10G/40G 到25G/100G 的轉變，以太網行業不斷創新以實作更高的網絡速度，在介紹400G網絡相關内容之前，我們需要了解資料中心網絡對話中定義和使用400G的各種方式：
400G：100G/400G等描述是指接口serdes速率，即單通道的傳輸容量；通常用于口頭描述單個接口的傳速速率，根據上下文，有時可以與 400GbE 和 400Gb/s 互換使用。
400GbE：是指以太網接口中可以通過單個鍊路傳輸的新一代容量速率。它基于 400GbE 實體層、管理參數和媒體通路控制 (MAC) 參數必須滿足的IEEE 802.3bs認證标準。
400Gb/s：是指資料傳輸的速度，通常描述裝置端口支援的最高傳輸速率，或是光連接配接件的傳輸速率。
400G網絡工作原理
對于100G網絡我們可能比較熟悉，在單個接口采用4路NRZ調制的25G信号完成100G傳輸；以太網傳輸速率的提升，通常有兩種方式：提升單通道傳輸速率和增加通道數量，而400G正是将單通道傳輸翻倍的同時也将通道數翻倍，通過PAM4調制技術傳輸8路50G信号實作400G傳輸（QSFP-DD）。
PAM4傳輸原理
400G 網絡部署優勢
傳輸密度更高：以100G交換機為例，NVIDIA 100G交換機SN2700/3700C的端口密度為32*100G/U，而400G交換機SN4700在1U面闆上有32個400G QSFPDD端口，在相同高度下密度提升了四倍；
傳輸功耗更低：國家标準化管理委員會于2021年10月11日準許釋出了《資料中心能效限定值及能效等級》，這使得如何降低傳輸能耗成為資料中心的重中之重，而400G相對于100G，機關資訊傳輸能耗更低，也順應節能環保的需求；
可擴充性強：100G的QSFP28端口一般支援100G to 100G、100G to 4X25G兩種傳輸模式；而以NVIDIA SN4700為例的400G交換機支援400G to 400G、400G to 2X200G、400G to 4X100G、400G to 8X50G等多種傳輸模式，可以滿足各種網絡架構。
NVIDIA SN4700交換機支援的端口模式
400G網絡趨勢
趨勢 1：QSFP-DD。QSFP-DD 首開先河，使所有連接配接線纜都可以采用一 緻的通用外型規格，不論是銅纜還是長距離光纖，無一例外。由65個組織組成的 QSFP-DD 多源協定 (MSA) 組還針對 QSFP-DD 外型規格釋出了4.0版通用管理接口規範 (CMIS)。随着400G采用率增長，QSFP-DD将為資料中心市場提供最小巧的400子產品，以及最高的端口帶寬密度，此外，CMIS 還有助于確定 QSFP-DD 子產品向後相容所有基于QSFP的收發器，包括廣泛部署的40G/100G/200G産品。QSFP-DD的強大性能得到廣泛認可，最适合在400G資料中心網絡環境作為高密度、高速可插拔子產品使用。
趨勢 2：基于融合以太網的遠端直接記憶體通路 (RoCE)。400G資料網絡是加快資料中心采用 RoCE 技術的關鍵。RDMA 支援零複制網絡，可以使網絡擴充卡與應用記憶體直接傳輸資料，無需在應用記憶體和作業系統的資料緩沖區之間複制資料。特别是，RoCEv2協定支援跨L3邊界的RDMA。
趨勢 3：智能網卡 (SmartNIC)。SmartNIC的出現對于400G 滿足資料中心新的海量帶寬需求發揮着關鍵作用。最近版本的 SmartNIC 提供兩個 25G/50G/100G/200G 端口或一個 400G 端口，以及具有 50G PAM4 SerDes 功能的以太網連接配接和 PCIE 4.0 主機連接配接。我們認為，對于提高網絡可程式設計性以及加速對提升資料中心效率至關重要的應用負載分流， SmartNIC 是不可或缺的組成部分。
納多德全棧式網絡解決方案
納多德基于對高速率網絡發展趨勢的了解，以及在光電子器件技術的突破，為客戶提供全棧式網絡解決方案。
納多德資料中心400G網絡解決方案
交換機
納多德在交換機側提供SN4410/SN4700分别作為leaf/spine交換機，基于Spectrum-3的SN4000系列交換機在支援高達400G傳輸速率的同時還擁有先進的網絡虛拟化技術，支援高性能、單通道 VXLAN 路由以及 IPv6/多協定标簽交換 (MPLS) Segment Routing，以及适用于基于 RoCE 和基于 GPUDirect 應用程式的強大高帶寬資料路徑。
NVIDIA Spectrum-3交換機
智能網卡
納多德在網卡側提供NVIDIA ConnectX SmartNIC智能網卡，采用NVIDIA ASAP2(加速交換與資料報處理技術®)，可加速網絡效能，并同時降低傳輸網際網路協定(IP) 資料報時的 CPU 負荷，進而釋出更多處理器周期來執行應用程式。憑借無可匹敵的 RoCE 性能，ConnectX 智能網卡可為帶寬和延遲敏感型應用程式提供高效、高性能的遠端直接記憶體通路 (RDMA) 服務。也可以選擇NVIDIA Bluefield DPU，Bluefield DPU将ConnectX的強大功能與可程式設計的ARM核及其他硬體解除安裝功能相結合，為軟體定義存儲、網絡、安全和管理工作負載提供強大支撐。
NVIDIA ConnectX 智能網卡
光子產品
在網絡的連接配接上，伺服器與交換機的連接配接可以選擇使用納多德QDD to 2XQ28線纜，一台SN4410連接配接48*100G網卡端口；在交換機的連接配接上可以選擇使用納多德QDD-400G-SR8光子產品連接配接兩台SN4700。
NADDOD 400G光子產品
納多德是光網絡解決方案的領先提供商，是NVIDIA網絡産品的Elite Partner，攜手NVIDIA實作光連接配接+網絡産品與解決方案的強強聯合，尤其是在InfiniBand高性能網絡建設與應用加速方面擁有深刻的業務了解和豐富的項目實施經驗，可根據使用者不同的應用場景，提供最優的InfiniBand高性能交換機+智能網卡+AOC/DAC/光子產品産品組合方案，為資料中心、高性能計算、邊緣計算、人工智能等應用場景提供更具優勢與價值的光網絡産品和整體解決方案，以低成本和出色的性能，大幅提高客戶業務加速能力。