Requisits de consum d'energia del mòdul òptic del centre de dades
Dec 13, 2025|
El cost demòduls òpticsEn realitat, no és la força motriu més gran darrere de l'elecció de la tecnologia dels centres de dades. El primer factor és el consum d'energia, el segon és la densitat d'ample de banda i el tercer és el cost.
Actualment, a l'hora de construir centres de dades, les empreses pràcticament estan intentant adquirir centrals elèctriques. El consum d'energia dels centres de dades es descriu sovint d'aquesta manera: ja representa el xx% del consum global d'energia, que és una xifra aterridora.
El 2018, es va establir una organització dedicada a promoure la reducció del consum d'energia del centre de dades. L'ample de banda del canvi es duplica cada tres anys. Amb l'augment exponencial de l'amplada de banda del commutador del centre de dades, el consum d'energia serà cada cop més alarmant, fent que la reducció d'energia sigui una tendència important.
Vaig comparar el consum d'energia del mòdul òptic amb el delinterruptorutilitzant una relació de conversió.
Actualment, s'utilitzen commutadors 12.8TMòduls òptics 400G, tenen un consum mínim d'energia de 8 pJ/bit.
Sabem quins són els objectius previstos per al centre de dades?
L'objectiu de consum d'energia és d'1 pJ/bit i l'objectiu de cost és de 0,1 $/G. Les dues xifres són increïblement desafiants.
Recordes l'objectiu de fa dos anys? 1G per 1 $ va sorprendre a moltes persones i, tot i que sembla que fa tota una vida, ja s'ha aconseguit. La cadena del sector ja està lluitant per fer front als-preus baixos actuals deMòduls 100G, doncs, com sobreviurà quan el preu baixi a 1 $ per 10G? L'objectiu de consum d'energia d'1 pJ/bit significa que una conversió òptica-a{-elèctrica de 400 G només pot consumir 0,4 W. Des de la perspectiva dels mòduls òptics existents, això és encara més difícil d'aconseguir que l'objectiu de cost.
Per tant, s'han desenvolupat diversos làsers de baixa-potència i xips electrònics de baixa-potència. També han sorgit diversos mètodes d'envasament de baixa-potència.
El commutador en paquet optoelectrònic d'IBM - té un consum d'energia de 4 pJ/bit, utilitzant un VCSEL i PD de 16 matrius, amb 56 Gb/s per canal.
| Paràmetre | Valor |
|---|---|
| Nombre de canals | 16 |
| Taxa | 56 Gb/s |
| Format | NRZ |
| Interfície elèctrica | XSR |
| Connexió òptica | 30 m @ OM4 |
| Consum d'energia | 4 pJ/bit |
| Dimensions | 13 mm × 13 mm × 4 mm |
Per descomptat, també hi ha una idea definitiva que sempre m'he volgut adonar: per què hem d'utilitzar xips commutats elèctricament? El significat de "intercanvi" es refereix simplement a la capacitat de canviar de canal entre dos ports I0 qualsevol.
Fa molt de temps, les línies de transmissió de senyal eren cables i la commutació es feia mitjançant circuits de commutació dins de xips elèctrics.
A
Més tard, a causa de l'amplada de banda limitada i les limitacions de distància de la transmissió per cable, es van introduir fibres òptiques per a la transmissió. Això va conduir al desenvolupament d'un component IO notable, el transceptor, que converteix els senyals òptics en senyals elèctrics i viceversa. El processament del senyal es gestiona mitjançant xips elèctrics, mentre que la transmissió del senyal es fa mitjançant fibres òptiques.
B
Per què no eliminar simplement el pas de conversió fotoelèctrica al transceptor i utilitzar la commutació òptica? Això seria molt millor.
Anteriorment, els canals de commutació òptics eren pocs, tenien pèrdues elevades i eren voluminosos, cosa que dificultava molt la substitució dels xips elèctrics per ells. Tanmateix, ara els interruptors òptics integrats tenen un nombre creixent de canals, són cada cop més petits i ofereixen un control cada cop més precís de la llum.
En els propers anys, veurem una tendència en què el factor de forma dels mòduls òptics del centre de dades es torna menys diferent, amb més funcions integrades i empaquetades a prop del xip de commutació. Potser en un futur no-massa-no llunyà, fins i tot la funció de transceptor per a la conversió fotoelèctrica esdevindrà innecessària. Això comportarà una reducció significativa del consum d'energia i el cost.