Transceiver SFP tembaga 10G memerlukan kurang kuasa

 

 

 

Evolusi cip tiada siapa yang bercakap tentang

 

Saya telah menggunakan beratus-ratus modul ini sejak 2018, dan perbezaan dalam cabutan kuasa bukan sekadar penambahbaikan helaian spesifikasi-anda benar-benar dapat merasakannya. Modul-gen pertama yang saya pasang di kemudahan colocation berjalan begitu panas sehingga pasukan operasi mengadu tentang lonjakan suhu ambien di lorong sejuk. Kami tidak dapat mengisi port SFP+ bersebelahan. Tempoh.

Titik perubahan datang dengan keluaran BCM84891 Broadcom. Cip itu mengurangkan penggunaan kuasa kepada kira-kira 1.6W pada 30 meter dan 2.0W apabila menolak larian 80-meter. Sebagai perbandingan, Marvell 88X3310 (varian bukan P) yang lebih lama masih berada di sekitar 3.3W biasa. Marvell 88X3310P yang lebih baharu merosot dengan ketara, walaupun ketersediaan tidak begitu ketara sepanjang tahun 2023.

Apa yang penting di sini bukan hanya angka watt pada lembaran data. Setiap watt dimakan oleh 10g tembagasfp transceiverditerjemahkan kepada kira-kira dua watt tambahan beban penyejukan. Darabkan itu merentas 48-suis ToR port, kemudian skalakan merentas ratusan rak-perbezaan OPEX menjadi ketara.

 

Penerapan dunia-sebenar: apabila matematik rosak

 

Di sinilah saya akan mengakui sesuatu yang dokumentasi vendor tidak akan memberitahu anda. Walaupun dengan modul sub-2.5W, anda masih tidak dapat mengisi sepenuhnya setiap port SFP+ dengan transceiver tembaga pada kebanyakan suis komersial. Bajet terma tidak membenarkannya. Saya telah melihat suis siri Cisco Nexus 9000 di mana sokongan teknikal secara jelas mengesyorkan meninggalkan jurang antara port yang dihuni. Dokumentasi Arista untuk model 7050 tertentu mencadangkan kekangan yang serupa.

Pematuhan Ethernet Cekap Tenaga IEEE 802.3az sedikit sebanyak membantu. Modul ini mendikit kuasa semasa tempoh terbiar, yang secara realistik meliputi mungkin 60-70% daripada masa operasi rangkaian perusahaan biasa. Tetapi senario trafik meletus-tetingkap sandaran, migrasi VM, kerja replikasi storan-yang masih menolak modul ke cabutan penuh.

 

 

Latensi: -perdagangan tersembunyi

 

Kecekapan kuasa datang pada kos, dan ia adalah salah satu yang jarang muncul dalam keputusan pembelian. Transceiver sfp tembaga 10g memperkenalkan kira-kira 2.6μs kependaman setiap lompatan disebabkan oleh pengekodan IEEE 802.3an overhed. Modul SFP+ optik pada 850nm? Sekitar 0.1μs. Malah kabel twinax DAC pasif jam masuk pada 0.3μs.

Untuk kebanyakan beban kerja perusahaan, tiada siapa yang peduli. Tetapi saya telah berunding untuk dua-firma perdagangan frekuensi tinggi di mana kependaman terkumpul merentas tiga atau empat 10GBASE-T hop menjadikan tembaga bukan-pemula mutlak. Mereka mengeluarkan setiap modul tembaga dalam masa sebulan penggunaan.

Kes penggunaan berbeza, jawapan berbeza. Itulah realiti kejuruteraan rangkaian yang tidak seksi.

 

Perbandingan cip PHY: apa yang sebenarnya mendorong cabutan kuasa

 

Varians dalam penggunaan kuasa antara jenama transceiver kuprum sfp 10g berbeza turun hampir keseluruhannya kepada pemilihan cip PHY dan nod proses. Pecahan pantas berdasarkan ujian yang saya jalankan dan data vendor yang saya percayai:

Broadcom BCM84891L berjalan paling hebat-biasanya 1.5W pada 30m, meningkat untuk larian yang lebih lama. Pertukaran-adalah jarak maksimum 30m pada semakan perisian tegar terdahulu, walaupun versi berkemampuan 80m-ada sekarang. Marvell AQR113C mencapai sekitar 2.0-2.5W tetapi menawarkan keserasian yang lebih baik merentas rangkaian peranti hos yang lebih luas. Realtek RTL8261BE yang lebih lama terletak di antaranya, walaupun saya telah melihat lebih sedikit modul menggunakan chipset itu di pasaran Amerika Utara.

Nod proses sangat penting. Lonjakan daripada reka bentuk PHY 40nm kepada 28nm mengurangkan penggunaan kuasa sebanyak kira-kira 40%. Reka bentuk terbaru Marvell pada 16nm mendorong lebih jauh, walaupun modul yang menggunakan cip ini mempunyai harga premium yang ketara.

 

Kualiti dan jarak kabel: vendor pembolehubah mengecilkan

 

Penggunaan kuasa modul tidak statik-ia berskala dengan panjang kabel dan kualiti kabel. Transceiver sfp kuprum 10g yang dipautkan lebih daripada 10 meter kabel terlindung Cat7 premium akan menghasilkan kuasa yang kurang daripada modul yang sama yang disambungkan melalui 25 meter Cat6a biasa-biasa sahaja.

Cip PHY bekerja lebih keras untuk mengekalkan integriti isyarat pada larian yang lebih lama dan kabel yang lebih bising. Algoritma pembetulan ralat menggunakan kitaran pemprosesan. Kitaran pemprosesan menggunakan kuasa. Perhubungan yang mudah, tetapi satu yang pasukan perolehan secara konsisten diabaikan apabila menentukan kabel bersama pembelian transceiver.

Saya telah mengukur perbezaan 0.3W hingga 0.4W antara modul yang sama berdasarkan pilihan kabel semata-mata. Kedengarannya tidak begitu banyak sehingga anda mengisi 500 port merentasi penggunaan.

 

Julat suhu dan varian perindustrian

 

Julat operasi 10GBASE-T modul komersial standard 0 darjah hingga 70 darjah . Varian industri menolaknya kepada -40 darjah hingga 85 darjah , yang penting untuk pondok telekomunikasi, penutup luar dan penempatan lantai pembuatan. Modul perindustrian berharga lebih-biasanya 30-40% premium-dan profil penggunaan kuasa kekal setanding.

Apa yang berubah ialah tingkah laku permulaan. Senario permulaan-sejuk pada suhu rendah yang melampau boleh menyebabkan lonjakan kuasa sementara apabila cip PHY menjadi stabil. Kebanyakan modul moden termasuk perisian tegar pengurusan terma yang menangani perkara ini dengan anggun, tetapi stok perindustrian yang lebih lama boleh mempamerkan kepak pautan semasa pemanasan awal dalam persekitaran yang sejuk.

 

 

Rundingan berbilang-auto{1}}dan implikasi kuasa

 

Modul transceiver sfp tembaga 10g moden menyokong perundingan-berbilang{1}}berbilang{6}}auto 10G/5G/2.5G/1G-melalui satu sambungan RJ45. Piawaian IEEE 802.3bz mengkodkan kelajuan pertengahan dan kebanyakan modul gen-semasa mematuhi. Inilah yang penting dari perspektif kuasa: menurun kepada mod 2.5GBASE-T atau NBASE-T mengurangkan cabutan kuasa kira-kira 15-20% berbanding dengan operasi 10GBASE-T penuh.

Sesetengah penempatan sengaja memanfaatkan ini. Pentadbir storan yang saya bekerjasama tahun lepas mengkonfigurasikan pautan NASnya pada 5G dan bukannya 10G-keperluan pemprosesan sebenar tidak pernah melebihi 4Gbps yang dikekalkan dan penjimatan kuasa merentas 24 modul berjumlah kira-kira 8W jumlah. Tidak transformatif, tetapi bermakna untuk kemudahan kecil dengan kapasiti PDU yang terhad.

Pemantauan diagnostik digital SFF-8472 terbina dalam modul pematuhan membolehkan anda menjejak cabutan kuasa masa nyata bersama suhu dan kualiti isyarat. Berbaloi untuk didayakan pada mana-mana suis yang menyokongnya.

 

Outlier 1.1W: SWaP-aplikasi yang dikekang

 

Satu pengeluar-BotBlox-menuntut modul 1.1W 10GBASE-T SFP yang direka khusus untuk dron, robotik dan aplikasi bawah laut. Kekangan Saiz, Berat dan Kuasa (SWaP) dalam persekitaran ini menjadikan modul 2.5W standard tidak praktikal. Saya belum menguji unit ini secara peribadi, jadi saya tidak dapat menjamin prestasi dunia-sebenar, tetapi pendekatannya masuk akal: mereka bentuk semula litar dalaman sepenuhnya daripada menunggu proses cip seterusnya mengecut.

Ini tidak akan menggantikan penempatan pusat data. Tetapi mereka menunjukkan bahawa tingkat 2-2.5W bukanlah had fizik asas-ia adalah titik pengoptimuman ekonomi untuk pasaran arus perdana.

 

Apabila tembaga masih hilang

 

Walaupun peningkatan kuasa, transceiver sfp tembaga 10g tetap tidak sesuai untuk beberapa senario. Aplikasi riser menegak dalam bangunan-kekangan panjang kabel dan pertimbangan EMI mengutamakan gentian. Pautan tulang belakang kampus melebihi 100 meter-jelas wilayah gentian. Sebarang penggunaan yang memerlukan kependaman di bawah 1μs setiap lompatan.

Modul juga tidak pernah mencapai pariti harga dengan optik 10G-SR. Transceiver 10GBASE-T yang berkualiti menjalankan kira-kira 6-8x kos modul SFP+ 850nm yang setara. Persamaan kos hanya masuk akal apabila infrastruktur Cat6a/Cat7 sedia ada mengimbangi premium per-port, atau apabila ketersambungan titik akhir RJ45 memacu keperluan.

 

 

Arah masa hadapan: 25GBASE-T dan penskalaan kuasa

 

Industri sedang menuju ke arah 25GBASE-T, dan petunjuk awal mencadangkan penggunaan kuasa akan mendarat di antara 3W dan 5W untuk modul generasi-pertama. Sejarah menunjukkan bahawa angka akan menurun dengan ketara dalam masa 3-4 tahun apabila reka bentuk cip matang.

Buat masa ini, 10GBASE-T pada sub-2.5W mewakili titik manis praktikal-kecekapan kuasa yang mencukupi untuk penggunaan berketumpatan sederhana, keserasian luas dengan infrastruktur kabel sedia ada dan silikon yang cukup matang sehingga gangguan rantaian bekalan telah stabil.

Modul tidak sempurna. Mereka tidak akan pernah. Tetapi peningkatan kecekapan kuasa sejak 2018 telah mengalihkannya daripada "penyelesaian kes tepi sekali-sekala" kepada "pilihan pilihan-dahulu yang sah" untuk kesambungan-rak intra dan-bersebelahan dalam persekitaran dengan larian tembaga yang mantap.

Itulah anjakan yang bermakna, walaupun perbincangan teknikal jarang mendapat perhatian yang sepatutnya.