Los centros de datos 100G están madurando, sin importar desde qué ángulo, las tecnologías son cada vez más perfectas. Los centros de datos 100G ya pueden transportar la mayoría de las cosas que queremos, pero como máximo solo cargan la memoria y el alimento espiritual de la vida humana; vemos algunos cálculos, pero esos cálculos no son diferentes de la supercomputación de la era anterior. Si no entendemos el objetivo de las aplicaciones del centro de datos, no podemos diseñar un centro de datos que coincida con las tecnologías y las aplicaciones.

La tecnología de interconexión óptica está pasando de 100G a 200G y 400G. Tal vez podamos decir que la interconexión óptica de 100G acaba de alcanzar su rendimiento sólido en 2018. Entonces, básicamente podemos afirmar que los centros de datos de 100G construidos antes de 2018 son todos edificios peligrosos o casas construidas en terreno arenoso. Debemos ser conscientes de los riesgos.

Los grandes centros de datos actuales básicamente siguen la estructura 100G CWDM4 de la última era y usan AOC y DAC al mismo tiempo. Hoy, necesitamos volver a contar un tema. La propuesta es dividir el centro de datos en dos partes: estructura de transmisión y estructura de interconexión. La arquitectura activa WDM se usa en la capa de transporte, mientras que la estructura PSM paralela (que incluye óptica paralela y electricidad paralela) se usa firmemente en la capa de interconexión. Vemos que la arquitectura similar a Facebook es muy concisa, pero también es de alto costo. Por lo tanto, es necesario que demostremos la relación entre el costo económico y la estructura económica. Lo que tenemos que hacer es encontrar una relación de clasificación basada en un principio fijo que nos guíe para tomar la mejor decisión en las decisiones difíciles.

El costo de la estructura del centro de datos 100G CWDM4

Para que la estructura 100G CWDM4 sea ampliamente utilizada, los centros de datos han pagado un alto precio. La razón principal es que en la era pasada, la estabilidad y consistencia de los chips ópticos no eran buenas, y la interconexión óptica de los centros de datos se encontraba en un período sin estándares. Afortunadamente, al menos los estándares de diseño de productos de Gigalight están en línea con las expectativas y aplicaciones. Ahora la industria sabe que la confiabilidad, la vida útil del producto y los costos de mantenimiento están relacionados entre sí. Las conclusiones actuales básicamente respaldan que CWDM4 se ajusta a las características principales del centro de datos 100G en términos de implementación de tecnología, como el ahorro de fibras ópticas, el cambio del mantenimiento de múltiples productos al mantenimiento de un solo producto. Sin embargo, desde un punto de vista diferente, esta estructura concisa también es problemática.

• Los transceptores ópticos son caros . Cuando calculamos los costos de la arquitectura de interconexión, tendemos a no calcular el costo de las fibras ópticas, porque esta es la inversión de extremo a extremo, lo que llevará nuestro pensamiento a una dirección muy anticuada. Mientras construimos el edificio, no consideraremos cuánta pintura necesitamos usar. Las fibras ópticas sirven a los sistemas, al igual que la pintura sirve a los edificios, o la comida sirve a las tres comidas de los seres humanos. La introducción de la tecnología WDM en todas las arquitecturas de interconexión requiere al menos 2 o 3 veces el costo de los transceptores ópticos.
• El costo total es antieconómico . La razón por la que no preferimos utilizar más tecnologías WDM en la interconexión es que la estratificación de señales en redes densas es más clara y programable. El transceptor WDM reduce el costo de las fibras ópticas en 3/4 principalmente a través de AWG o tecnología de óptica de espacio libre, pero genera problemas de alta inversión en producción y buena tasa de producción en la industria, sacrificando los márgenes de ganancia. De hecho, sabemos que la gran mayoría de las distancias de interconexión están dentro de los 500 metros, por lo que el ahorro de costes de las fibras ópticas es muy limitado.
• Si el costo de mantenimiento es económico. . La disputa radica en la naturaleza económica de los alimentos. La economía del mantenimiento radica en la estabilidad del producto y la reconfigurabilidad de la red. Desde la perspectiva de la estabilidad del producto, los transceptores CWDM4 se están volviendo maduros y confiables, pero aún son mucho peores que los PSM4. Por supuesto, los centros de datos no necesitan considerar este orden de magnitud. Entonces, hablemos de la reconfigurabilidad de la red. La llamada reconfigurabilidad consiste en empujar hacia abajo la estructura original y reconstruirla de nuevo para ver si queda algo. Desde el punto de vista de la búsqueda humana de la economía verde, si queremos actualizar la red existente en primer lugar, es necesario que demostremos cuál debería ser la futura arquitectura de red de los centros de datos, y luego volveremos a una conclusión.

La futura arquitectura de red de los centros de datos

Hace dos años publiqué un artículo sobre la elección de PSM o WDM en el centro de datos. En este artículo, creo que la elección de PSM es más realista, pero ha suscitado algunas críticas. La realidad también es contraria a mi punto de vista: el centro de datos se está moviendo hacia la estructura de CWDM4 que cubre PSM4. Sin embargo, al igual que los humanos en el camino, es muy común que la visión correcta sea reemplazada por el camino equivocado. Un niño que creció en un entorno pobre seguramente tendrá una perspectiva del mundo y una perspectiva del dinero totalmente diferentes a las de un niño de origen rico. En la exposición OFC de 2018, el tema de 400G fue muy popular, pero estaba muy inmaduro. Según la comprensión de la gente de 400G a principios de 2018, es básicamente omitir la tecnología PAM4 y usar directamente la tecnología 100G Single Lambda DSP para implantar el transceptor 400G, es decir, para saltar 200G directamente a un inimaginable 400G. Este salto no es de una generación, sino de dos generaciones. Ahora, ya sabemos que este deseo es obviamente demasiado optimista.

De NRZ a PAM4 y luego a DSP, ¿es un salto gradual o un salto que puede alcanzar el objetivo final en un solo paso? Todavía necesitamos discutir estas tecnologías desde la perspectiva de la transmisión o la interconexión. Creo que los dos primeros se usan para la arquitectura de interconexión, mientras que la tecnología DSP básicamente solo se usa en el campo de la transmisión óptica.

Hay una diferencia fundamental entre el trabajo de DSP y la modulación PAM4. Todavía se desconoce si el DSP puede tener éxito en el módulo del lado del cliente; creo que es imposible usar el DSP para lidiar con la distorsión de la señal recuperada sin ningún procesamiento de la capa óptica del enlace. Por supuesto, así como muchos de mis puntos de vista han sido corregidos gradualmente por el progreso de los tiempos, tratar de argumentar, explorar y equivocarse es el único camino para el progreso de las tecnologías y los mercados humanos. Aparte de la imprevisibilidad de la implementación de la tecnología, tenemos cuatro arquitecturas analíticas que cubren redes de 200G y 400G.

• 200G NRZ . La arquitectura de 200G NRZ es una estructura que utiliza 8 señales paralelas. Las ventajas son que el costo es muy bajo y la densidad es muy alta. La desventaja es que la complejidad del cableado físico y el costo único de la cantidad de fibra óptica son mayores.
• 200G PAM4 . La arquitectura de 200G PAM4 es una arquitectura FR4 para modular la innovación tecnológica en el área eléctrica. La ventaja es que el costo es moderado y la densidad es muy alta, lo que ahorra mucha fibra óptica en comparación con la arquitectura NRZ. En cuanto a las deficiencias, si las hay, es lo mismo que 100G CWDM4.
• 200G/400G . La arquitectura híbrida 200G/400G adopta la tecnología PAM4 y la tecnología de multiplexación de 8 canales: FR8. Las ventajas son que el costo es equilibrado, la densidad es muy alta y la demanda de fibra óptica es muy pequeña. La desventaja es que queda por investigar la estabilidad de la estructura óptica y el módulo.
• Fotónica de silicio 400G . La arquitectura 400G Silicon Photonics puede realizar la transmisión 100G Single Lambda ideal con la ayuda de la plataforma de tecnología Silicon Photonics, y no se requiere DSP. Las ventajas de esta arquitectura son obviamente rentables, densidad moderada, alta velocidad y simplicidad. La desventaja es que el transceptor óptico de Silicon Photonics es una tecnología alternativa, que aún necesita tiempo para reproducirse.

Resumen

• La dirección de evolución de la arquitectura 100G CWDM4 pura es 200G FR4, que no puede evolucionar más. Es necesario recablear o aumentar los recursos de fibra óptica.
• La dirección de evolución de la arquitectura de red 100G PSM4 es 200G DR4 o 200G Silicon Photonics DR4, o 400G DR4.
• La red NRZ 200G de 8 canales proporciona abundantes recursos de fibra óptica. Por lo tanto, su evolución futura no es un problema y probablemente desperdiciará la mitad de los recursos de fibra óptica.

En la actualidad, no hemos prestado atención a una estructura de red popular de 400G: 400G DR4 y FR4. Básicamente, creemos que esta arquitectura es extremadamente difícil de lograr. Esta arquitectura es una hermosa ilusión de personas que trascienden las dificultades técnicas, y no es necesariamente económica desde un punto de vista práctico.

Las prioridades del diseño del centro de datos

Entendemos que las personas, incluidos nosotros mismos, han estado buscando un centro de datos que sea conciso, reconfigurable y rentable. Pero la gente suele priorizar las cosas en términos de simplicidad, reconfigurabilidad, costo y tecnología, lo que va en contra de la ley de las cosas. Contrariamente a la ley de las cosas, se necesitan gastos adicionales. No hay nada que los humanos no puedan hacer y, a veces, son tan caprichosos que arruinan los costos. Creemos que desde un punto de vista profesional, debemos anteponer el costo, luego la tecnología, luego la concisión y finalmente la reconfigurabilidad.

• costo _ El centro de datos debe estar orientado a los costos. Sólo una economía orientada a los costes es la más razonable y coherente con los beneficios globales, porque el punto de partida de la economía es la relación entre costes y beneficios. La estructura industrial sin consideración de costos distorsiona la tecnología, la simplicidad y el orden mundial.
• tecnología _ La tecnología tiene su curso temporal de realización, y el uso y el costo de la tecnología en diferentes períodos muestran una relación correspondiente. El costo determina la escala de la tecnología, en lugar de obligar a una tecnología a reducir costos deliberadamente. Por ejemplo, hemos promovido a la fuerza la escala de la tecnología para la energía solar y los vehículos eléctricos para reducir costos, pero hemos pagado un precio muy alto.
• Concisión . La concisión no puede ser vista a grandes rasgos, ni desde la superficie de esa ingenua sencillez. La concisión es el resultado del diseño del proceso y no puede convertirse en una especie de intención original. Cuando decimos que el diseño debe ser conciso, nos referimos a encontrar una expresión concisa después de contener todas las habilidades y técnicas. La concisión es un tipo de arte después de la abstracción compleja. La sencillez de la superficie puede interpretarse como graffiti o pereza.
• Reconfigurabilidad . La reconfiguración es muy difícil. Mirando hacia atrás en la ruta tecnológica por la que han pasado los seres humanos, encontramos que la tecnología y la red no son reconfigurables, lo que de hecho ha causado una gran cantidad de desperdicio. La misión reconfigurable requiere que los seres humanos realicen la producción y la entrada de acuerdo con el plan. La economía de mercado con desperdicio desenfrenado es esencialmente reconfigurable. En la actualidad, el ser humano no es capaz de reconstruir la tecnología, por lo que deberíamos hacer un buen plan en lugar de pensar en cómo reconstruirla.