迫切需求400G的場(chǎng)景

  數(shù)據(jù)中心400G市場(chǎng)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(cè)試后，行業(yè)中對(duì)于400G的關(guān)注度快速上升。與此同時(shí)，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(shì)，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(rèn)為當(dāng)前對(duì)于以下幾種場(chǎng)景對(duì)于數(shù)據(jù)中心400G應(yīng)用有相對(duì)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?yàn)槊總€(gè)Leaf與Spine完全互連，最大限度地實(shí)現(xiàn)交換機(jī)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(yùn)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(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的簡(jiǎn)化，同時(shí)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(duì)400G具有現(xiàn)實(shí)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(zhǎng)，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(jī)房，而是一組數(shù)據(jù)中心集群，為實(shí)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(yùn)轉(zhuǎn)，相互之間有海量的信息需要及時(shí)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(jì)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(shí)延的特征，帶寬成為DCI建設(shè)的首要焦點(diǎn)。對(duì)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(yàn)，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(gè)園區(qū)內(nèi)，或者同一個(gè)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(duì)芯片(C2C)和芯片對(duì)模塊(C2M)是最簡(jiǎn)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(gè)IC之間，而芯片到模塊的接口位于端口ASIC和具有信號(hào)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(zhǎng)度和吞吐量要求，網(wǎng)絡(luò)實(shí)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(dòng)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(jìn)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(shì)，是應(yīng)對(duì)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(jìn)入快速發(fā)展期，對(duì)比當(dāng)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(diǎn)成為超級(jí)計(jì)算市場(chǎng)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(jià)值將會(huì)更多地顯現(xiàn)出來。