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數(shù)據(jù)中心的40G100G 前景分析

摘要:在未來的3年內(nèi),人們將投資轉(zhuǎn)移到支持40G連接上,但是大家都可以看到下一站是100G。IEEE將會解決技術層面的問題,100G基礎設施技術將在2014年年底開始實施。

    隨著各類服務器、開關、布線和收發(fā)器最終進行相互整合,我們預測數(shù)據(jù)中心40Gb/s互聯(lián)產(chǎn)品將得到騰飛。

  推遲了約6個月,英特爾終于發(fā)布了新一代"Romley"體系結(jié)構(gòu),每個微處理器能提供10個內(nèi)核,PCI Express 3.0總線支持更快速的I/O。在服務器和開關已經(jīng)發(fā)展成熟的條件下,因為數(shù)據(jù)中心基礎設施開始新一輪主要更新期,所以使用直連式電纜(DAC)、有源光纜(AOC)和光收發(fā)器的40G市場需求將上升。所以針對數(shù)據(jù)中心這一話題,訊石第十一屆光纖通訊市場暨技術專題研討會上,將針對這一話題展開討論,邀請有Finisar 研發(fā)副總Dr.Jiashu Chen對100G 技術的現(xiàn)在和未來進行闡述,LightCounting CEO 對全球光通信產(chǎn)業(yè)供應鏈盈利能力進行分析,將吸引來自全球各地光通訊行業(yè)人士參與,目前報名工作在緊張進行中。

  10G困難重重

  服務器一旦升級,需求更快速的架頂式開關上行鏈路。但是1G到10G的傳輸問題多多。在過去,包括千兆以太網(wǎng)(GbE) 和RJ-45板上局域網(wǎng)(LOM)等服務器是"免費的"——但是,今天雙端口10GBase-T的成本遠高于先前 "慷慨"所造成的成本。再者,以前Cat5e也差不多是免費的,所以互聯(lián)不會是一個嚴重的成本問題,但是今天它(互聯(lián))是(一個嚴重的成本問題)了。

  服務器公司向可插拔"子卡(daughter cards)"供應10G端口,以消滅后續(xù)市場的競爭對手并確保公司享受高價。子卡具有不同的針對范圍:1G到10GBase-T和2個到4個SFP+端口,或?qū)?A href="http://m.odinmetals.com/site/CN/Search.aspx?page=1&keywords=100G&column_id=ALL&station=%E5%85%A8%E9%83%A8" target="_blank">100G CXP到CFP/2的雙端口QSFP。服務器制造商從10G/40G升級中獲取巨額利潤,但是我們回避了問題的本質(zhì)--服務器公司會回到買家認為免費的LOM模式嗎?

  同時,10GBase-T已經(jīng)出現(xiàn)高功耗、尺寸和成本上的問題。這就打開了SFP+ DAC布線進軍之門,然而10GBase-T供應商開發(fā)28nm部件。該事件改變了整個行業(yè)的格局。但是DAC也有自己的問題,因為它"從電力"上連接兩個不同的系統(tǒng),并且并不是所有的SFP+都是相似的。

  LightCounting預測,2012年將實際有約100萬個10GBase-T端口,意味著約有500,000個連接點--基本上是,今天每個比較大型的單一數(shù)據(jù)中心就會有一個1GBase-T端口。SFP+ DAC的需求正在上升,約需求250萬到350萬個端口,多數(shù)是連接到服務器,連接到架頂式開關的數(shù)量不足700萬個。

  SFP+ AOC即將在光纖終端模塊面市,光纖收發(fā)器通常用于連接距離超出7m的開關。LightCounting預測,2012年將出貨600萬個10G SFP+SR和LR光纖收發(fā)器。

  40G成為"下一個寵兒"

  將服務器-開關連接從1G升級到10G,迫使連接架頂式(top-of-rack)和列末(End-of-row)的開關上行鏈路以及所有的開關層調(diào)至40G。但是,盡管數(shù)據(jù)中心運營商從經(jīng)濟危機中恢復,預算依然十分緊張,"遞增式升級(incremental upgrades)"是運營商所青睞的模式。增加"所需的"10G/40G連接是運營商目前的購買方案。

  100G似乎成為了所有貿(mào)易展覽會的寵兒和各大媒體的頭條新聞,人們將在未來的兩到三年內(nèi)投資40G。數(shù)據(jù)中心目前僅僅擊中了4G至6G的需求,從來不考慮10G,所以許多數(shù)據(jù)中心正處于需要升級的轉(zhuǎn)型階段。谷歌、Facebook和微軟等所謂的"百萬數(shù)據(jù)中心(Mega Data Centers)"每條花費10億美元,盡管它們十分吸引人的眼球,但是它們并不代表數(shù)據(jù)中心的主流。

  將會出現(xiàn)追棒40G收發(fā)器商機的情況,在提供40G QSFP SR收發(fā)器和用于少于50m應用的以太網(wǎng)AOC方面,許多收發(fā)器供應商已經(jīng)展開架勢。超過10家收發(fā)器公司已經(jīng)宣布推出新款收發(fā)器和/或AOC,更多的供應商正在趕來搶奪商機。入行技術門檻較低,對成本十分敏感的互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心(尤其是在中國)或在產(chǎn)能上實現(xiàn)全球崛起。

  LightCounting預測,收發(fā)器行業(yè)將上演其傳統(tǒng)的價格爭斗--"讓我們自割喉嚨,看誰流血死到最后"。結(jié)果,40G SR模塊的價格降幅看似最大,從今天的約250美元降至190美元以下,以全部迎合明年OEM的要求。我們甚至看到有商家出價65美元,他們玩只要進入市場就有希望的游戲。(但是您將得到您所付出的!)OEM以太網(wǎng)AOC價格低于190美元--目的在于將兩端和光纖實現(xiàn)完全相連。

  在距離約100m范圍內(nèi),唯一只有40G QSFP MSA能使用多模式光纖支持SR,或在10km范圍內(nèi),使用雙工單模光纖支持SR--都是使用相同的QSFP開關端口。ColorChip和Sumitomo等其他公司提供QSFP模塊;Oclaro (通過與Opnext并購)、NeoPhotonics、菲尼薩集團(Finisar)和InnoLight等公司提供較大型的CFP設備。與只有四個CFP端口相比,QSFP在每條線卡上允許36個端口。電壓為32伏,LightCounting表示他們更愿意把CFP稱為"輕巧型煎鍋(Compact Frying Pan)";這盡管在電信領域十分流行,但是在數(shù)據(jù)通信領域卻不流行!OEM的價格幅度從2000美元到3000美元,主要是根據(jù)數(shù)據(jù)中心或電信的表現(xiàn)情況來定。

  實行100G的情況更加復雜

  行業(yè)里很多人認為,數(shù)據(jù)中心急需要數(shù)以萬計的100G中等距離達到的連接,以支持服務器虛擬化、大數(shù)據(jù)、智能手機、平板電腦和甚至軟件網(wǎng)絡中即將出現(xiàn)的"洪水災害"。10通道CXP主要是由大型核開關公司用于收發(fā)器和AOC領域。在4x25G的25G信號下,多模式噪聲尖峰導致多模式收發(fā)器的達到范圍降到50至70m;所以這些組件需要求前向糾錯(FEC),和/或達到125m同等水平。

  100G 2km存在的問題

  事實已經(jīng)證明,在超出100m的范圍發(fā)送100G是十分困難的,開發(fā)時間遠長于先前的預期。IEEE 40/100G High Speed Study Group在七月份召開會議,將研究時間再往后推6個月,以解決所遇到的技術問題。

  對于到達更長距離的問題,工程師正在努力將所有的光學和電子學融入到新的MSA包中,并滿足所有功率、尺寸、電子和光學的要求。該目標是可以實現(xiàn)的--但是成本和功率依然是大家所熟知的難題。CFP/2并不是一個已經(jīng)完成的部分!很多爭論依然集中在下一代MSA的zCXP vs CFP/2上,因為Molex 和 TE Connectivity一直都在支持zCXP。同時,Luxtera、 Kotura和LightWire/思科(Cisco)等硅電子公司生產(chǎn)能將所有需要的光學和電子學融入到QSFP中。

  調(diào)整好25G至28G線性速率對IEEE來說十分重要,因為這是眾多協(xié)議的融合點:26G的InfiniBand EDR、25G的以太網(wǎng)、24G的SAS 4.0、28G的光纖通道(Fibre Channel)和28G的電信。

  目前,在經(jīng)濟上,100m至600m范圍的問題上沒有其他的選擇;隨著數(shù)據(jù)中心越來越強大,這將成為IEEE領域中爭論的熱點和中心。每外延1m,收發(fā)器OEM的成本范圍從1000美元(1個CXP)到14000美元(1個以電信為中心的CFP)!我們通常所指的距離為2km,在有接線板和不干凈連接器的有損耗數(shù)據(jù)中心的環(huán)境下,實現(xiàn)該距離的應用實際是將距離轉(zhuǎn)化為400m和600m之間,光預算約為4-5 dB。為了實現(xiàn)10km的距離,連接需要6 dB。正在研發(fā)新一代激光器和CMOS電子(而不是SiGe),但是Mother Nature阻礙了我們行業(yè)發(fā)展的腳步。

  結(jié)語

  在未來的幾年中,將發(fā)展英特爾的Romley服務器體系結(jié)構(gòu)、后續(xù)硅收縮、PCI Express 3.0、連接架頂式10G上行鏈路和交換基礎設施40G上行鏈路。在未來的3年內(nèi),人們將投資轉(zhuǎn)移到支持40G連接上,但是大家都可以看到下一站是100G。IEEE將會解決技術層面的問題,100G基礎設施技術將在2014年年底開始實施。對于這個行業(yè)來說,處理好這些事情十分重要,因為100G的應用時間將會比較長久。
 

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文章標題:數(shù)據(jù)中心的40G100G 前景分析
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