Krav til strømforbruk for datasenter optisk modul
Dec 13, 2025|
Kostnaden foroptiske modulerer faktisk ikke den største drivkraften bak datasentres valg av teknologi. Den første faktoren er strømforbruk, den andre er båndbreddetettheten, og den tredje er kostnadene.
I dag, når de bygger datasentre, prøver bedrifter praktisk talt å anskaffe kraftverk. Energiforbruket til datasentre beskrives ofte på denne måten: det står allerede for xx % av det globale energiforbruket, noe som er et skremmende tall.
I 2018 ble en dedikert organisasjon etablert for å fremme reduksjon av energiforbruket til datasenteret. Byttebåndbredden dobles hvert tredje år. Med den eksponentielle økningen i datasentersvitsjbåndbredde vil energiforbruket bli stadig mer alarmerende, noe som gjør energireduksjon til en stor trend.
Jeg sammenlignet strømforbruket til den optiske modulen med strømforbruket tilbryterved å bruke et konverteringsforhold.
Foreløpig 12.8T brytere, ved hjelp av400G optiske moduler, ha et minimum strømforbruk på 8 pJ/bit.
Vet vi hva de forventede målene er for datasenteret?
Energiforbruksmålet er 1 pJ/bit, og kostnadsmålet er $0,1/G. Begge figurene er utrolig utfordrende.
Husker du målet fra to år siden? 1G for $1 sjokkerte mange mennesker, og selv om det virker som et helt liv siden, har det allerede blitt oppnådd. Bransjekjeden sliter allerede med å takle de nåværende rocke-bunnprisene på100G moduler, så hvordan vil den overleve når prisen synker til $1 for 10G? Energiforbruksmålet på 1 pJ/bit betyr at en 400G optisk-til-elektrisk konvertering bare kan forbruke 0,4W. Fra perspektivet til eksisterende optiske moduler er dette enda vanskeligere å oppnå enn kostnadsmålet.
Derfor er det utviklet forskjellige-laveffektlasere og-elektroniske brikker med lav effekt. Ulike pakkemetoder med lav-effekt har også dukket opp.
IBMs optoelektroniske-sampakkede bryter har et energiforbruk på 4 pJ/bit, ved bruk av en 16-array VCSEL og PD, med 56 Gb/s per kanal.
| Parameter | Verdi |
|---|---|
| Antall kanaler | 16 |
| Sats | 56 Gb/s |
| Format | NRZ |
| Elektrisk grensesnitt | XSR |
| Optisk tilkobling | 30 m @ OM4 |
| Strømforbruk | 4 pJ/bit |
| Dimensjoner | 13 mm × 13 mm × 4 mm |
Selvfølgelig er det også en ultimat idé jeg alltid har ønsket å realisere: hvorfor må vi bruke elektrisk svitsjede brikker? Betydningen av "utveksling" refererer ganske enkelt til muligheten til å bytte kanaler mellom to I0-porter.
For lenge siden var signaloverføringslinjer kabler, og svitsjingen ble gjort ved hjelp av svitsjekretser innenfor elektriske brikker.
A
Senere, på grunn av den begrensede båndbredden og avstandsbegrensningene til kabeloverføring, ble optiske fibre introdusert for overføring. Dette førte til utviklingen av en bemerkelsesverdig IO-komponent, transceiveren, som konverterer optiske signaler til elektriske signaler og omvendt. Signalbehandlingen håndteres av elektriske brikker, mens signaloverføring skjer via optiske fibre.
B
Hvorfor ikke bare eliminere det fotoelektriske konverteringstrinnet i transceiveren og bruke optisk svitsj i stedet? Det ville vært mye bedre.
Tidligere var optiske svitsjekanaler få i antall, hadde høye tap og var store, noe som gjorde det ekstremt vanskelig å erstatte elektriske brikker fullstendig med dem. Nå har imidlertid integrerte optiske brytere et økende antall kanaler, blir mindre i størrelse og tilbyr stadig mer presis kontroll over lys.
I de kommende årene vil vi se en trend der formfaktoren til optiske datasentermoduler blir mindre distinkt, med flere funksjoner som blir integrert og pakket i nærheten av svitsjebrikken. Kanskje i en ikke-for- fremtid vil til og med transceiverfunksjonen for fotoelektrisk konvertering bli unødvendig. Dette vil føre til en betydelig reduksjon i strømforbruk og kostnader.