Вимоги до енергоспоживання оптичного модуля ЦОД
Dec 13, 2025|
Вартістьоптичні модулінасправді не є найбільшою рушійною силою вибору технології центрами обробки даних. Перший фактор – це енергоспоживання, другий – щільність пропускної здатності, а третій – вартість.
Зараз, будуючи дата-центри, компанії практично намагаються придбати електростанції. Енергоспоживання центрів обробки даних часто описують так: воно вже становить хх% світового споживання енергії, що є жахливою цифрою.
У 2018 році була створена спеціальна організація для сприяння зниженню споживання енергії центрами обробки даних. Пропускна здатність комутатора подвоюється кожні три роки. З експоненціальним збільшенням пропускної здатності комутатора центру обробки даних споживання енергії ставатиме все більш тривожним, що зробить скорочення споживання електроенергії головною тенденцією.
Я порівняв енергоспоживання оптичного модуля з енергоспоживаннямперемикачза допомогою коефіцієнта перетворення.
В даний час комутатори 12.8T, використовуючиОптичні модулі 400G, мають мінімальне енергоспоживання 8 пДж/біт.
Чи знаємо ми, які очікувані цілі для центру обробки даних?
Цільове споживання енергії становить 1 пДж/біт, а цільова вартість — 0,1 дол./Г. Обидві фігури неймовірно складні.
Пам'ятаєте ціль дворічної давності? 1G за 1 долар шокував багатьох людей, і хоча це здається цілим життям тому, це вже досягнуто. Галузеві мережі вже важко впоратися з нині-низькими цінамиМодулі 100G, то як він виживе, коли ціна впаде до 1 долара за 10G? Цільове споживання енергії в 1 пДж/біт означає, що перетворення оптичної-в-електрику 400G може споживати лише 0,4 Вт. З точки зору існуючих оптичних модулів, цього навіть важче досягти, ніж цільову вартість.
Тому було розроблено різні-лазери малої потужності та-електронні чіпи малої потужності. Також з’явилися різні-методи пакування з низьким енергоспоживанням.
Оптоелектронний комутатор IBM у ко-пакеті споживає енергію 4 пДж/біт, використовуючи 16-матричний VCSEL і PD, зі швидкістю 56 Гбіт/с на канал.
| Параметр | Значення |
|---|---|
| Кількість каналів | 16 |
| Оцінка | 56 Гбіт/с |
| Формат | NRZ |
| Електричний інтерфейс | XSR |
| Оптичне підключення | 30 м @ OM4 |
| Споживана потужність | 4 пДж/біт |
| Розміри | 13 мм × 13 мм × 4 мм |
Звичайно, є також головна ідея, яку я завжди хотів реалізувати: чому ми повинні використовувати мікросхеми з електричною комутацією? Значення «обміну» просто стосується можливості перемикання каналів між будь-якими двома портами I0.
Давним-давно лініями передачі сигналу були кабелі, а комутація здійснювалася за допомогою комутаційних схем в електричних мікросхемах.
A
Пізніше, через обмеження пропускної здатності та відстані кабельної передачі, для передачі були введені оптичні волокна. Це призвело до розробки чудового компонента вводу-виводу, трансивера, який перетворює оптичні сигнали в електричні і навпаки. Обробка сигналу здійснюється за допомогою електричних чіпів, тоді як передача сигналу здійснюється через оптоволокно.
B
Чому б просто не усунути етап фотоелектричного перетворення в трансивері та використати замість нього оптичне перемикання? Так було б набагато краще.
Раніше оптичних комутаційних каналів було мало, вони мали великі втрати та були громіздкими, що ускладнювало повну заміну ними електричних мікросхем. Однак тепер вбудовані оптичні перемикачі мають все більшу кількість каналів, стають меншими за розміром і пропонують все більш точне керування світлом.
У найближчі роки ми побачимо тенденцію, коли форм-фактор оптичних модулів центру обробки даних стане менш виразним, а більше функцій буде інтегровано та упаковано біля комутаційного чіпа. Можливо, у не--віддаленому майбутньому навіть функція приймача для фотоелектричного перетворення стане непотрібною. Це призведе до значного зниження енергоспоживання та вартості.