迫切需求400G的場景

  數(shù)據(jù)中心400G市場概況

  自2019年4月羅森伯格與產(chǎn)業(yè)鏈的相關(guān)合作伙伴一起配合騰訊做了400G的測試后，行業(yè)中對于400G的關(guān)注度快速上升。與此同時，讓許多傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的用戶非常困惑的是：部分傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的的主干才剛剛從10G/40G升到100G，難道真的有必要上400G嗎?2010年以來，不同類型的數(shù)據(jù)中心的的需求呈現(xiàn)分化的趨勢，需求的層次是多樣化的，用戶選擇不同帶寬的應(yīng)用是基于業(yè)務(wù)類型作出的理性的選擇。筆者認為當前對于以下幾種場景對于數(shù)據(jù)中心400G應(yīng)用有相對比較迫切的需求。

  超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心

  超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心采用扁平的二層葉-脊(Leaf-Spine)架構(gòu)需要大量的互連，因為每個Leaf與Spine完全互連，最大限度地實現(xiàn)交換機之間的無阻塞網(wǎng)絡(luò)連接。數(shù)據(jù)中心的硬件加速器、人工智能和深度學(xué)習(xí)功能都消耗高帶寬，迫使高端數(shù)據(jù)中心快速轉(zhuǎn)向以更高數(shù)據(jù)速率運行的下一代互連。400G在超大規(guī)模數(shù)中心的網(wǎng)絡(luò)葉-脊架構(gòu)互連應(yīng)用將具有重要意義，相比較大量100G的互連，采用400G的接口不僅可以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的簡化，同時也可以降低同等速率應(yīng)用的成本與單位流量的功耗，超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心特別是葉-脊架構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)對400G具有現(xiàn)實意義與迫切性。

  數(shù)據(jù)中心互連DCI

  伴隨著數(shù)據(jù)流量的爆炸性增長，數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)逐步走向IP互聯(lián)網(wǎng)的中心位置。目前的數(shù)據(jù)中心早已不再局限于一座或幾座機房，而是一組數(shù)據(jù)中心集群，為實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的正常工作，要求這些數(shù)據(jù)中心協(xié)同運轉(zhuǎn)，相互之間有海量的信息需要及時交互，這就產(chǎn)生了DCI網(wǎng)絡(luò)需求。云業(yè)務(wù)從根本上改變了計算模型和流量模型，網(wǎng)絡(luò)流向從傳統(tǒng)意義上的南北流量，轉(zhuǎn)變成了IDC到IDC之間或者資源池之間的橫向流量，數(shù)據(jù)中心間橫向流量的占比正在逐步提升，這就要求數(shù)據(jù)中心互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)必須具備大容量、無阻塞和低時延的特征，帶寬成為DCI建設(shè)的首要焦點。對于大型數(shù)據(jù)中心，為了地理上靠近客戶，提供更好的服務(wù)體驗，或者是數(shù)據(jù)中心之間互為災(zāi)備，這些數(shù)據(jù)中心可能分布于同一個園區(qū)內(nèi)，或者同一個城市的不同的區(qū)域，甚至分布于不同的城市，通常這些數(shù)據(jù)中心之間距離在500m到80km范圍內(nèi)。

  芯片到芯片及芯片到模塊的連接

  芯片對芯片(C2C)和芯片對模塊(C2M)是最簡單的互連形式，芯片到芯片的電氣接口位于同一PCB平面上的兩個IC之間，而芯片到模塊的接口位于端口ASIC和具有信號調(diào)節(jié)IC的模塊設(shè)備之間。IEEE802.3已經(jīng)定義了連接單元接口(AUI)，該接口基于不同類型光學(xué)模塊的每通道50GB/s電氣。根據(jù)互連長度和吞吐量要求，網(wǎng)絡(luò)實施者可以選擇不同的芯片到模塊接口連接到光學(xué)模塊。

  硅光子技術(shù)是芯片與芯片互連推動力之一。硅光子技術(shù)是基于硅和硅基襯底材料(如 SiGe/Si、SOI 等)，利用現(xiàn)有CMOS 工藝進行光器件開發(fā)和集成的新一代技術(shù)，結(jié)合了集成電路技術(shù)的超大規(guī)模、超高精度制造的特性和光子技術(shù)超高速率、超低功耗的優(yōu)勢，是應(yīng)對摩爾定律失效的顛覆性技術(shù)。

  硅光子產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，產(chǎn)業(yè)已經(jīng)進入快速發(fā)展期，對比當前狀態(tài)，硅光子技術(shù)在每秒峰值速度、能耗、成本方面分別能提高8倍、降低85%、降低 84%。硅光子以傳播速度快和功耗低的特點成為超級計算市場的重要研究方向。

  隨著數(shù)據(jù)中心的核心網(wǎng)絡(luò)設(shè)備間的傳輸速率的不斷升高，自400G的應(yīng)用開始，在芯片在芯片(C2C)以及芯片到模塊間的應(yīng)用自400G,800G甚至1.6T等更高速的傳輸中優(yōu)秀的技術(shù)特性與商業(yè)價值將會更多地顯現(xiàn)出來。