Az adatközpont optikai moduljának energiafogyasztási követelményei
Dec 13, 2025|
A költségeoptikai modulokvalójában nem az adatközpontok technológiaválasztásának legnagyobb hajtóereje. Az első tényező az energiafogyasztás, a második a sávszélesség sűrűsége, a harmadik pedig a költség.
Napjainkban az adatközpontok építésekor a cégek gyakorlatilag erőművek megszerzésével próbálkoznak. Az adatközpontok energiafogyasztását gyakran így írják le: ez már a globális energiafogyasztás xx%-át teszi ki, ami rémisztő adat.
2018-ban külön szervezetet hoztak létre az adatközpontok energiafogyasztásának csökkentésére. A kapcsolási sávszélesség háromévente megduplázódik. Az adatközponti kapcsolók sávszélességének exponenciális növekedésével az energiafogyasztás egyre riasztóbbá válik, így az energiafogyasztás fő tendenciája lesz.
Összehasonlítottam az optikai modul energiafogyasztását akapcsolókonverziós arány használatával.
Jelenleg 12.8T kapcsolók, használva400G optikai modulok, minimális energiafogyasztásuk 8 pJ/bit.
Tudjuk, hogy mik a várható célok az adatközponttal kapcsolatban?
Az energiafogyasztási cél 1 pJ/bit, a költségcél pedig 0,1 USD/G. Mindkét figura hihetetlenül nagy kihívást jelent.
Emlékszel a két évvel ezelőtti célpontra? Az 1G 1 dollárért sok embert megdöbbentett, és bár úgy tűnik, egy élettel ezelőttinek tűnik, már sikerült. Az iparági lánc már most is nehezen tud megbirkózni a jelenlegi alacsony-árakkal100G modulok, akkor hogyan fogja túlélni, ha a 10G ára 1 dollárra esik? Az 1 pJ/bit energiafogyasztási cél azt jelenti, hogy a 400 G-os optikai-elektromos{5}}átalakítás csak 0,4 W-ot tud fogyasztani. A meglévő optikai modulok szempontjából ezt még nehezebb elérni, mint a költségcélt.
Ezért különféle kis{0}}teljesítményű lézereket és kis-teljesítményű elektronikus chipeket fejlesztettek ki. Különféle alacsony fogyasztású-csomagolási módszerek is megjelentek.
Az IBM optoelektronikus ko{0}}csomagolt kapcsolójának energiafogyasztása 4 pJ/bit, 16 tömbből álló VCSEL és PD használatával, csatornánként 56 Gb/s sebességgel.
| Paraméter | Érték |
|---|---|
| Csatornák száma | 16 |
| Arány | 56 Gb/s |
| Formátum | NRZ |
| Elektromos interfész | XSR |
| Optikai csatlakozás | 30 m @ OM4 |
| Energiafogyasztás | 4 pJ/bit |
| Méretek | 13 mm × 13 mm × 4 mm |
Természetesen van egy végső ötlet is, amit mindig is szerettem volna megvalósítani: miért kell elektromosan kapcsolt chipeket használnunk? A "csere" jelentése egyszerűen arra utal, hogy két I0 port között lehet csatornát váltani.
Réges-régen a jelátviteli vonalak kábelek voltak, és a kapcsolást elektromos chipeken belüli kapcsolóáramkörök segítségével végezték.
A
Később a kábeles átvitel korlátozott sávszélessége és távolsági korlátai miatt optikai szálakat vezettek be az átvitelhez. Ez egy figyelemre méltó IO komponens, az adó-vevő kifejlesztéséhez vezetett, amely az optikai jeleket elektromos jelekké alakítja, és fordítva. A jelfeldolgozást elektromos chipek, míg a jelátvitelt optikai szálak kezelik.
B
Miért nem egyszerűen megszünteti a fotoelektromos átalakítási lépést az adó-vevőben, és inkább optikai kapcsolást használ? Az sokkal jobb lenne.
Korábban az optikai kapcsolócsatornák száma kevés volt, nagy volt a veszteségük és terjedelmesek voltak, ami rendkívül nehézzé tette az elektromos chipek teljes cseréjét velük. Mára azonban az integrált optikai kapcsolók egyre több csatornával rendelkeznek, egyre kisebb méretűek, és egyre precízebb fényvezérlést tesznek lehetővé.
Az elkövetkező években olyan tendenciát fogunk látni, amelyben az adatközponti optikai modulok alaktényezője kevésbé lesz megkülönböztethető, és több funkciót integrálnak és csomagolnak a kapcsolóchip közelében. Talán a nem túl távoli jövőben még a fotoelektromos átalakításhoz szükséges adó-vevő funkció is szükségtelenné válik. Ez az energiafogyasztás és a költségek jelentős csökkenéséhez vezet.