Cerințe de consum de energie pentru modulul optic al centrului de date
Dec 13, 2025|
Costul demodule opticeDe fapt, nu este cea mai mare forță motrice din spatele alegerii tehnologiei de către centrele de date. Primul factor este consumul de energie, al doilea este densitatea lățimii de bandă, iar al treilea este costul.
În zilele noastre, atunci când construiesc centre de date, companiile încearcă practic să achiziționeze centrale electrice. Consumul de energie al centrelor de date este adesea descris în acest fel: reprezintă deja xx% din consumul global de energie, ceea ce este o cifră terifiantă.
În 2018, a fost înființată o organizație dedicată pentru a promova reducerea consumului de energie al centrului de date. Lățimea de bandă a comutatorului se dublează la fiecare trei ani. Odată cu creșterea exponențială a lățimii de bandă a comutatorului centrului de date, consumul de energie va deveni din ce în ce mai alarmant, făcând reducerea energiei o tendință majoră.
Am comparat consumul de energie al modulului optic cu cel alcomutatorprin utilizarea unui raport de conversie.
În prezent, comută 12.8T, folosindmodule optice 400G, au un consum minim de energie de 8 pJ/bit.
Știm care sunt obiectivele așteptate pentru centrul de date?
Ținta de consum de energie este de 1 pJ/bit, iar ținta de cost este de 0,1 USD/G. Ambele cifre sunt incredibil de provocatoare.
Îți amintești ținta de acum doi ani? 1G pentru 1 dolar a șocat mulți oameni și, deși pare de o viață în urmă, a fost deja realizat. Lanțul de industrie se luptă deja să facă față prețurilor actuale-de mici dimensiuni alemodule 100G, deci cum va supraviețui când prețul scade la 1 USD pentru 10G? Obiectivul de consum de energie de 1 pJ/bit înseamnă că o conversie optică-în-electrică de 400G poate consuma doar 0,4W. Din perspectiva modulelor optice existente, acest lucru este chiar mai dificil de realizat decât ținta de cost.
Prin urmare, au fost dezvoltate diverse lasere-de putere redusă și cipuri electronice-de putere redusă. Au apărut, de asemenea, diverse metode de ambalare cu putere redusă-.
Switch-ul optoelectronic co-ambalat IBM are un consum de energie de 4 pJ/bit, folosind un VCSEL și PD cu 16 matrice, cu 56 Gb/s pe canal.
| Parametru | Valoare |
|---|---|
| Numărul de canale | 16 |
| Rata | 56 Gb/s |
| Format | NRZ |
| Interfață electrică | XSR |
| Conexiune optică | 30 m @ OM4 |
| Consumul de energie | 4 pJ/bit |
| Dimensiuni | 13 mm × 13 mm × 4 mm |
Desigur, există și o idee finală pe care mi-am dorit întotdeauna să o realizez: de ce trebuie să folosim cipuri comutate electric? Sensul „schimb” se referă pur și simplu la capacitatea de a comuta canale între oricare două porturi I0.
Cu mult timp în urmă, liniile de transmisie a semnalului erau cabluri, iar comutarea se făcea folosind circuite de comutare în interiorul cipurilor electrice.
A
Ulterior, din cauza limitărilor limitate de lățime de bandă și distanță ale transmisiei prin cablu, fibrele optice au fost introduse pentru transmisie. Acest lucru a condus la dezvoltarea unei componente IO remarcabile, transceiver-ul, care convertește semnalele optice în semnale electrice și invers. Procesarea semnalului este gestionată de cipuri electrice, în timp ce transmisia semnalului se face prin fibre optice.
B
De ce să nu eliminați pur și simplu pasul de conversie fotoelectrică din transceiver și să folosiți comutarea optică? Ar fi mult mai bine.
Anterior, canalele optice de comutare erau puține la număr, aveau pierderi mari și erau voluminoase, ceea ce făcea extrem de dificilă înlocuirea completă a cipurilor electrice cu ele. Cu toate acestea, acum comutatoarele optice integrate au un număr tot mai mare de canale, devin din ce în ce mai mici și oferă un control din ce în ce mai precis asupra luminii.
În următorii ani, vom vedea o tendință în care factorul de formă al modulelor optice pentru centre de date devine mai puțin distinct, mai multe funcții fiind integrate și împachetate lângă cipul de comutare. Poate că într-un viitor nu-prea-îndepărtat, chiar și funcția de transceiver pentru conversia fotoelectrică va deveni inutilă. Acest lucru va duce la o reducere semnificativă a consumului de energie și a costurilor.