当前位置:首页>弱电技术>网络通信>一文了解硅光NPO+液冷交换机

一文了解硅光NPO+液冷交换机

随着人工智能、云计算和大数据业务的发展,数据中心逐步转型算力中心,CPU、GPU的持续升级需要更高的数据中心网络传输速率和更大的网络I/O。与此同时,数据中心的规模持续扩大,服务器等IT设备能耗也持续增加。数据中心能效的提升开始受到重视,双碳政策下的数据中心绿色化PUE(能源利用效率)要求降低到1.25以内。

那网络设备厂商该如何助力客户绿色数据中心建设在提升网络传输效率的同时进行降耗增效呢?对网络设备厂商来说,设备中的交换芯片的升级、SerDes及光模块是数据中心功耗的主要来源。就功耗最大的光模块来看,1个10G的光模块工作功耗如果是3W,那么一个48万兆的交换板卡仅光模块的功耗就要达到144W,如果一个插满16块板卡的网络设备,则就要2300W,这相当于同时点23盏100W的灯泡,功耗巨大。

基于下一代芯片、SerDes及光模块技术出发,设备厂商主要可以分为两个阶段实现。第一阶段是NPO(Near Packaged Optics近封装光学)技术阶段,可以在CPO技术生态完备之前,在最短时间内享受到低成本、低功耗的收益。第二阶段是CPO(Co-packaged optics,共封装光学)技术阶段,是硅光技术的最终形态,可以最大程度上降低网络的成本和功耗。

数据中心网络可持续发展的技术路线建议

图:数据中心网络可持续发展的技术路线建议

在硅光技术形态上,传统的Pluggable(可插拔)形态是比较常见的方式,光引擎是可插拔的传统光模块或硅光光模块。CPO形态是将交换芯片和光引擎共同装配在同一个Socket(插槽)上,形成芯片和模组的共封装,与之相对的NPO形态是光引擎与交换芯片解耦,装配在同一块PCB基板上。虽然两者都有CPO模组,但封装的位置是不同的,对应的走线距离及功耗也会有些差异。

硅光技术形态概览

图:硅光技术形态概览

CPO架构是基于硅光技术实现最高集成度的形态,预期也能获得最优的成本及功耗收益,主要体现在通过共封装的形式,大幅缩短了布线的距离,进而降低了工艺难度及功耗成本。随着带来的是可以实现更高密度的高速端口,提升整机的带宽密度和传输速率。更高的集成度虽然能大幅降低功耗,但会造成是芯片和硅光组件的完全绑定,开放性相对来说弱一些,且当前的相关生态尚未完备,从商业化角度上来看是长期的目标。

CPO架构示意图

图:CPO架构示意图

CPO架构降功耗的核心原理是因为缩短了交换芯片和光引擎间的距离,降低了SerDes的驱动能力,进而降低功耗,中间的走线可以控制在50~70mm左右。

CPO降功耗原理图

图:CPO降功耗原理图

硅光的另一种实现架构是NPO,基于硅光技术实现最优开放生态,可以获得成本及功耗的最快收益。首先通过开放的光引擎接口,与ASIC(交换芯片)共同装配在同一块PCB基板上,以标准化架构的方式实现了光引擎和芯片的解耦。在收益方面虽然不如CPO架构对功耗和成本降低的明显,但在开放性层面是有所提升的,可以灵活对ASIC及硅光模组进行选型。

NPO架构示意图

图:NPO架构示意图

本文由 @孔明 发布于弱电智能网 。

题图来自Unsplash,基于CC0协议

内容观点仅代表作者本人,弱电智能网平台仅提供信息存储空间服务。

如若本站内容侵犯了原著者的合法权益,可联系我们进行处理。

添加微信ydian188免费入群,记得备注“弱电智能网”。

给TA打赏
共{{data.count}}人
人已打赏
网络通信

5G专网架构及建设策略思考

2022-9-15 18:19:26

网络通信

你知道云桌面与堡垒机的区别吗?

2022-9-26 19:25:30

0 条回复 A文章作者 M管理员
    暂无讨论,说说你的看法吧
搜索