Krav til strømforbrug for datacenter optisk modul
Dec 13, 2025|
Omkostningerne vedoptiske modulerer faktisk ikke den største drivkraft bag datacentres valg af teknologi. Den første faktor er strømforbruget, den anden er båndbreddetætheden, og den tredje er omkostningerne.
I dag, når de bygger datacentre, forsøger virksomheder praktisk talt at erhverve kraftværker. Energiforbruget i datacentre beskrives ofte på denne måde: det tegner sig allerede for xx% af det globale energiforbrug, hvilket er et skræmmende tal.
I 2018 blev der etableret en dedikeret organisation for at fremme reduktion af datacentres energiforbrug. Switch-båndbredden fordobles hvert tredje år. Med den eksponentielle stigning i datacenterswitchbåndbredde vil energiforbruget blive mere og mere alarmerende, hvilket gør energireduktion til en stor tendens.
Jeg sammenlignede strømforbruget for det optiske modul med detskifteved at bruge et konverteringsforhold.
I øjeblikket, 12.8T switche, vha400G optiske moduler, have et minimum strømforbrug på 8 pJ/bit.
Ved vi, hvad de forventede mål er for datacentret?
Energiforbrugsmålet er 1 pJ/bit, og omkostningsmålet er $0,1/G. Begge figurer er utroligt udfordrende.
Kan du huske målet fra to år siden? 1G for $1 chokerede mange mennesker, og selvom det ser ud til at være et helt liv siden, er det allerede blevet opnået. Branchekæden kæmper allerede for at klare de nuværende rock-bundpriser på100G moduler, så hvordan vil den overleve, når prisen falder til $1 for 10G? Energiforbrugsmålet på 1 pJ/bit betyder, at en 400G optisk-til-elektrisk konvertering kun kan forbruge 0,4W. Set fra eksisterende optiske modulers perspektiv er dette endnu sværere at opnå end omkostningsmålet.
Derfor er der udviklet forskellige-laveffektlasere og-elektroniske chips med lav effekt. Forskellige lav-emballeringsmetoder er også dukket op.
IBM's optoelektroniske sam-pakkede switch har et energiforbrug på 4 pJ/bit ved hjælp af en 16-array VCSEL og PD med 56 Gb/s pr. kanal.
| Parameter | Værdi |
|---|---|
| Antal kanaler | 16 |
| Sats | 56 Gb/s |
| Format | NRZ |
| Elektrisk grænseflade | XSR |
| Optisk forbindelse | 30 m @ OM4 |
| Strømforbrug | 4 pJ/bit |
| Dimensioner | 13 mm × 13 mm × 4 mm |
Selvfølgelig er der også en ultimativ idé, som jeg altid har ønsket at realisere: hvorfor skal vi bruge elektrisk koblede chips? Betydningen af "udveksling" refererer simpelthen til evnen til at skifte kanaler mellem to I0-porte.
For lang tid siden var signaltransmissionslinjer kabler, og kobling blev udført ved hjælp af koblingskredsløb inden for elektriske chips.
A
Senere, på grund af kabeltransmissionens begrænsede båndbredde og afstandsbegrænsninger, blev optiske fibre introduceret til transmission. Dette førte til udviklingen af en bemærkelsesværdig IO-komponent, transceiveren, som konverterer optiske signaler til elektriske signaler og omvendt. Signalbehandlingen varetages af elektriske chips, mens signaltransmission sker via optiske fibre.
B
Hvorfor ikke blot fjerne det fotoelektriske konverteringstrin i transceiveren og bruge optisk switching i stedet? Det ville være meget bedre.
Tidligere var optiske koblingskanaler få i antal, havde store tab og var omfangsrige, hvilket gjorde det ekstremt vanskeligt fuldstændigt at erstatte elektriske chips med dem. Men nu har integrerede optiske kontakter et stigende antal kanaler, bliver mindre i størrelse og tilbyder stadig mere præcis kontrol over lyset.
I de kommende år vil vi se en tendens, hvor formfaktoren for optiske datacentermoduler bliver mindre tydelig, hvor flere funktioner bliver integreret og pakket i nærheden af switching-chippen. Måske i en ikke-for-fjern fremtid vil selv transceiverfunktionen til fotoelektrisk konvertering blive unødvendig. Dette vil føre til en betydelig reduktion i strømforbrug og omkostninger.