Požiadavky na spotrebu energie optického modulu dátového centra
Dec 13, 2025|
Náklady naoptické modulyv skutočnosti nie je najväčšou hnacou silou výberu technológie dátových centier. Prvým faktorom je spotreba energie, druhým je hustota šírky pásma a tretím sú náklady.
V dnešnej dobe pri budovaní dátových centier sa firmy prakticky snažia získať elektrárne. Spotreba energie dátových centier sa často popisuje takto: už teraz predstavuje xx % celosvetovej spotreby energie, čo je desivé číslo.
V roku 2018 bola založená špecializovaná organizácia na podporu znižovania spotreby energie dátových centier. Šírka pásma prepínača sa každé tri roky zdvojnásobí. S exponenciálnym nárastom šírky pásma prepínačov dátových centier bude spotreba energie čoraz alarmujúcejšia, takže zníženie spotreby energie sa stane hlavným trendom.
Porovnal som spotrebu energie optického modulu so spotrebouprepínačpomocou konverzného pomeru.
V súčasnosti 12,8T prepínače, pomocou400G optické moduly, majú minimálnu spotrebu energie 8 pJ/bit.
Vieme, aké sú očakávané ciele pre dátové centrum?
Cieľová spotreba energie je 1 pJ/bit a cieľová cena je 0,1 USD/G. Obe figúry sú neskutočne náročné.
Pamätáte si cieľ spred dvoch rokov? 1G za 1 dolár šokoval mnohých ľudí, a hoci sa zdá, že je to už celý život, už sa to podarilo. Odvetvový reťazec sa už snaží vyrovnať so súčasnými-dolnými cenami100G moduly, tak ako to prežije, keď cena klesne na 1 $ za 10G? Cieľová spotreba energie 1 pJ/bit znamená, že 400G optická -na{5}}elektrickú konverziu môže spotrebovať iba 0,4 W. Z pohľadu existujúcich optických modulov je to ešte ťažšie dosiahnuť ako cieľové náklady.
Preto boli vyvinuté rôzne-lasery a nízkovýkonné{1}}elektronické čipy. Objavili sa aj rôzne spôsoby-balenia s nízkou spotrebou energie.
Optoelektronický ko{0}}zbalený prepínač IBM má spotrebu energie 4 pJ/bit pri použití 16-poľových VCSEL a PD s rýchlosťou 56 Gb/s na kanál.
| Parameter | Hodnota |
|---|---|
| Počet kanálov | 16 |
| ohodnotiť | 56 Gb/s |
| Formátovať | NRZ |
| Elektrické rozhranie | XSR |
| Optické pripojenie | 30 m @ OM4 |
| Spotreba energie | 4 pJ/bit |
| Rozmery | 13 mm × 13 mm × 4 mm |
Samozrejme, je tu aj konečná myšlienka, ktorú som vždy chcel realizovať: prečo musíme používať elektricky spínané čipy? Význam „výmena“ jednoducho odkazuje na schopnosť prepínať kanály medzi akýmikoľvek dvoma I0 portami.
Dávno boli vedeniami na prenos signálu káble a prepínanie sa uskutočňovalo pomocou spínacích obvodov v rámci elektrických čipov.
A
Neskôr, kvôli obmedzenej šírke pásma a obmedzeniam vzdialenosti káblového prenosu, boli na prenos zavedené optické vlákna. To viedlo k vývoju pozoruhodného IO komponentu, transceiveru, ktorý konvertuje optické signály na elektrické signály a naopak. Spracovanie signálu je riešené elektrickými čipmi, zatiaľ čo prenos signálu prebieha cez optické vlákna.
B
Prečo jednoducho neeliminovať krok fotoelektrickej konverzie v transceiveri a namiesto toho použiť optické prepínanie? To by bolo oveľa lepšie.
Predtým bolo málo optických prepínacích kanálov, mali vysoké straty a boli objemné, takže bolo extrémne ťažké nimi úplne nahradiť elektrické čipy. Teraz však integrované optické prepínače majú čoraz väčší počet kanálov, zmenšujú sa a ponúkajú čoraz presnejšie ovládanie svetla.
V nadchádzajúcich rokoch budeme svedkami trendu, kedy sa tvarový faktor optických modulov dátových centier stáva menej zreteľným, pričom viac funkcií bude integrovaných a zabalených v blízkosti prepínacieho čipu. Možno v nie-príliš-ďalekej budúcnosti bude dokonca funkcia transceivera na fotoelektrickú konverziu zbytočná. To povedie k výraznému zníženiu spotreby energie a nákladov.