Krav på energiförbrukning för datacenter optisk modul
Dec 13, 2025|
Kostnaden föroptiska modulerär faktiskt inte den största drivkraften bakom datacenters val av teknik. Den första faktorn är strömförbrukning, den andra är bandbreddstätheten och den tredje är kostnaden.
Nuförtiden, när de bygger datacenter, försöker företag praktiskt taget förvärva kraftverk. Energiförbrukningen i datacenter beskrivs ofta på detta sätt: den står redan för xx% av den globala energiförbrukningen, vilket är en skrämmande siffra.
Under 2018 etablerades en dedikerad organisation för att främja minskad energiförbrukning i datacenter. Switchbandbredden fördubblas vart tredje år. Med den exponentiella ökningen av bandbredden för datacenterväxlar kommer energiförbrukningen att bli allt mer alarmerande, vilket gör energireduktion till en stor trend.
Jag jämförde strömförbrukningen för den optiska modulen med den för denväxlagenom att använda ett omvandlingsförhållande.
För närvarande, 12.8T switchar, med hjälp av400G optiska moduler, har en minsta strömförbrukning på 8 pJ/bit.
Vet vi vad de förväntade målen är för datacentret?
Energiförbrukningsmålet är 1 pJ/bit och kostnadsmålet är 0,1 USD/G. Båda figurerna är otroligt utmanande.
Kommer du ihåg målet från två år sedan? 1G för $1 chockade många människor, och även om det verkar som en livstid sedan, har det redan uppnåtts. Branschkedjan kämpar redan för att klara de nuvarande steniga -bottenpriserna på100G moduler, så hur kommer den att överleva när priset sjunker till $1 för 10G? Energiförbrukningsmålet på 1 pJ/bit innebär att en 400G optisk-till-omvandling bara kan förbruka 0,4W. Ur befintliga optiska modulers perspektiv är detta ännu svårare att uppnå än kostnadsmålet.
Därför har olika låg-lasrar och elektroniska chips med låg-effekt utvecklats. Olika låg-förpackningsmetoder har också dykt upp.
IBM:s optoelektroniska sam-paketerade switch har en energiförbrukning på 4 pJ/bit, med en 16-array VCSEL och PD, med 56 Gb/s per kanal.
| Parameter | Värde |
|---|---|
| Antal kanaler | 16 |
| Hastighet | 56 Gb/s |
| Formatera | NRZ |
| Elektriskt gränssnitt | XSR |
| Optisk anslutning | 30 m @ OM4 |
| Energiförbrukning | 4 pJ/bit |
| Mått | 13 mm × 13 mm × 4 mm |
Naturligtvis finns det också en ultimat idé som jag alltid har velat förverkliga: varför måste vi använda elektriskt kopplade chips? Betydelsen av "utbyte" syftar helt enkelt på möjligheten att byta kanal mellan två I0-portar.
För länge sedan var signalöverföringsledningar kablar, och omkopplingen gjordes med hjälp av omkopplingskretsar inom elektriska chips.
A
Senare, på grund av kabelöverföringens begränsade bandbredd och avståndsbegränsningar, introducerades optiska fibrer för överföring. Detta ledde till utvecklingen av en anmärkningsvärd IO-komponent, transceivern, som omvandlar optiska signaler till elektriska signaler och vice versa. Signalbehandlingen hanteras av elektriska chips, medan signalöverföringen sker via optiska fibrer.
B
Varför inte helt enkelt ta bort det fotoelektriska omvandlingssteget i transceivern och använda optisk omkoppling istället? Det skulle vara mycket bättre.
Tidigare var optiska omkopplingskanaler få till antalet, hade höga förluster och var skrymmande, vilket gjorde det extremt svårt att helt ersätta elektriska chips med dem. Men nu har integrerade optiska omkopplare ett ökande antal kanaler, blir mindre i storlek och ger allt mer exakt kontroll över ljuset.
Under de kommande åren kommer vi att se en trend där formfaktorn för optiska moduler för datacenter blir mindre distinkt, med fler funktioner som integreras och paketeras nära växlingschippet. Kanske kommer till och med transceiverfunktionen för fotoelektrisk omvandling att bli onödig inom en inte-för- framtid. Detta kommer att leda till en betydande minskning av energiförbrukning och kostnad.