Duomenų centro optinio modulio energijos suvartojimo reikalavimai
Dec 13, 2025|
Kainaoptiniai moduliaiiš tikrųjų nėra didžiausia duomenų centrų technologijų pasirinkimo varomoji jėga. Pirmasis veiksnys yra energijos suvartojimas, antrasis – pralaidumo tankis, trečias – kaina.
Šiais laikais, statydamos duomenų centrus, įmonės praktiškai stengiasi įsigyti elektrines. Duomenų centrų energijos suvartojimas dažnai apibūdinamas taip: jis jau sudaro xx% viso pasaulio energijos suvartojimo, o tai yra bauginantis skaičius.
2018 m. buvo įkurta speciali organizacija, skatinanti mažinti duomenų centrų energijos suvartojimą. Perjungimo dažnių juostos plotis padvigubėja kas trejus metus. Eksponentiškai didėjant duomenų centro komutatoriaus pralaidumui, energijos suvartojimas taps vis labiau nerimą keliantis, todėl energijos mažinimas bus pagrindinė tendencija.
Aš palyginau optinio modulio energijos suvartojimą sujungiklisnaudojant konversijos koeficientą.
Šiuo metu 12.8T jungikliai, naudojant400G optiniai moduliai, minimalus energijos suvartojimas yra 8 pJ/bit.
Ar žinome, kokie yra duomenų centro tikslai?
Tikslinis energijos suvartojimas yra 1 pJ/bit, o tikslinė sąnaudų suma yra 0,1 USD/G. Abi figūros yra neįtikėtinai sudėtingos.
Ar prisimeni taikinį prieš dvejus metus? 1G už 1 dolerį šokiravo daugelį žmonių ir, nors atrodo, kad tai buvo prieš visą gyvenimą, tai jau pasiekta. Pramonės tinklas jau sunkiai susidoroja su dabartinėmis{3}}žemiausiomis kainomis100G moduliai, tai kaip jis išgyvens, kai kaina nukris iki 1 USD už 10 G? Tikslinis energijos suvartojimas 1 pJ/bit reiškia, kad 400 G optinis-į{5}}elektrinis konvertavimas gali sunaudoti tik 0,4 W. Kalbant apie esamus optinius modulius, tai pasiekti dar sunkiau, nei numatyta išlaidų.
Todėl buvo sukurti įvairūs mažos-galios lazeriai ir mažos-galios elektroniniai lustai. Taip pat atsirado įvairių mažos-galios pakavimo būdų.
IBM optoelektroninio{0}}supakuoto jungiklio energijos suvartojimas yra 4 pJ/bit, naudojant 16 matricų VCSEL ir PD, o kanale – 56 Gb/s.
| Parametras | Vertė |
|---|---|
| Kanalų skaičius | 16 |
| Įvertink | 56 Gb/s |
| Formatas | NRZ |
| Elektrinė sąsaja | XSR |
| Optinė jungtis | 30 m @ OM4 |
| Energijos suvartojimas | 4 pJ/bit |
| Matmenys | 13 mm × 13 mm × 4 mm |
Žinoma, yra ir pagrindinė idėja, kurią visada norėjau įgyvendinti: kodėl turime naudoti elektra įjungiamus lustus? „Keisti“ reikšmė tiesiog reiškia galimybę perjungti kanalus tarp bet kurių dviejų I0 prievadų.
Seniai signalų perdavimo linijos buvo kabeliai, o perjungimas buvo atliekamas naudojant perjungimo grandines elektros lustuose.
A
Vėliau dėl riboto perdavimo kabelio pralaidumo ir atstumo apribojimų perdavimui buvo pradėtos naudoti optinės skaidulos. Dėl to buvo sukurtas puikus IO komponentas – siųstuvas-imtuvas, kuris optinius signalus paverčia elektriniais signalais ir atvirkščiai. Signalą apdoroja elektros lustai, o signalas perduodamas optinėmis skaidulomis.
B
Kodėl tiesiog nepašalinus fotoelektrinės konversijos žingsnio siųstuvuose-imtuve ir nenaudojus optinio perjungimo? Taip būtų daug geriau.
Anksčiau optinių perjungimo kanalų buvo nedaug, jie turėjo didelius nuostolius ir buvo dideli, todėl buvo itin sunku jais visiškai pakeisti elektros lustus. Tačiau dabar integruoti optiniai jungikliai turi vis daugiau kanalų, mažėja ir siūlo vis tikslesnį šviesos valdymą.
Ateinančiais metais matysime tendenciją, kai duomenų centrų optinių modulių formos veiksnys taps ne toks išskirtinis, o šalia perjungimo lusto bus integruota ir supakuota daugiau funkcijų. Galbūt netolimoje ateityje net siųstuvo-imtuvo funkcija fotoelektriniam konvertavimui taps nereikalinga. Tai žymiai sumažins energijos sąnaudas ir išlaidas.