Zahtjevi za potrošnju energije optičkog modula data centra
Dec 13, 2025|
Trošakoptički modulizapravo nije najveća pokretačka snaga iza izbora tehnologije data centara. Prvi faktor je potrošnja energije, drugi je gustina propusnog opsega, a treći je cijena.
Danas, prilikom izgradnje data centara, kompanije praktično pokušavaju da nabave elektrane. Potrošnja energije data centara se često opisuje na ovaj način: ona već čini xx% globalne potrošnje energije, što je zastrašujuća brojka.
2018. godine osnovana je posebna organizacija koja promovira smanjenje potrošnje energije u podatkovnom centru. Propusni opseg prekidača se udvostručuje svake tri godine. Sa eksponencijalnim povećanjem propusnog opsega komutatora u podatkovnom centru, potrošnja energije će postati sve alarmantnija, čineći smanjenje energije glavnim trendom.
Uporedio sam potrošnju energije optičkog modula sa potrošnjom energijeprekidačkorištenjem omjera konverzije.
Trenutno, 12.8T prekidači, koristeći400G optički moduli, imaju minimalnu potrošnju energije od 8 pJ/bit.
Da li znamo koji su očekivani ciljevi za data centar?
Ciljna potrošnja energije je 1 pJ/bit, a ciljna cijena je 0,1 USD/G. Obje brojke su nevjerovatno izazovne.
Sjećate li se mete od prije dvije godine? 1G za 1 dolar šokirao je mnoge ljude, i iako se čini da je prošlo cijeli život, to je već postignuto. Industrijski lanac se već bori da se nosi sa trenutnim-najnižim cijenama100G moduli, pa kako će preživjeti kada cijena padne na $1 za 10G? Ciljna potrošnja energije od 1 pJ/bit znači da 400G optička-u-konverzija može potrošiti samo 0,4W. Iz perspektive postojećih optičkih modula, to je još teže postići od ciljanih troškova.
Stoga su razvijeni različiti{0}}laseri male snage i elektronski čipovi male snage{1}. Pojavile su se i različite-metode pakovanja male snage.
IBM-ov optoelektronski ko{0}}upakovani prekidač ima potrošnju energije od 4 pJ/bit, koristeći 16-niz VCSEL i PD, sa 56 Gb/s po kanalu.
| Parametar | Vrijednost |
|---|---|
| Broj kanala | 16 |
| Rate | 56 Gb/s |
| Format | NRZ |
| Električni interfejs | XSR |
| Optička veza | 30 m @ OM4 |
| Potrošnja energije | 4 pJ/bit |
| Dimenzije | 13 mm × 13 mm × 4 mm |
Naravno, postoji i ultimativna ideja koju sam oduvijek želio ostvariti: zašto moramo koristiti čipove sa električnim prekidačem? Značenje "razmjene" jednostavno se odnosi na mogućnost prebacivanja kanala između bilo koja dva I0 porta.
Prije mnogo vremena, vodovi za prijenos signala bili su kablovi, a prebacivanje se vršilo pomoću sklopnih kola unutar električnih čipova.
A
Kasnije, zbog ograničenog propusnog opsega i udaljenosti kabelskog prijenosa, optička vlakna su uvedena za prijenos. To je dovelo do razvoja izvanredne IO komponente, primopredajnika, koji pretvara optičke signale u električne i obrnuto. Obradom signala upravljaju električni čipovi, dok se prijenos signala vrši preko optičkih vlakana.
B
Zašto jednostavno ne eliminišete korak fotoelektrične konverzije u primopredajniku i umjesto toga koristite optičko prebacivanje? To bi bilo mnogo bolje.
Ranije je bilo malo optičkih preklopnih kanala, imali su velike gubitke i bili su glomazni, što je otežavalo potpunu zamjenu električnih čipova s njima. Međutim, sada integrirani optički prekidači imaju sve veći broj kanala, sve su manje veličine i nude sve precizniju kontrolu nad svjetlom.
U narednim godinama, vidjet ćemo trend u kojem faktor oblika optičkih modula centara podataka postaje manje jasan, s više funkcija koje se integriraju i pakuju u blizini čipa za prebacivanje. Možda će u ne-odveć-odrasloj budućnosti čak i funkcija primopredajnika za fotoelektričnu konverziju postati nepotrebna. To će dovesti do značajnog smanjenja potrošnje energije i troškova.