Keperluan penggunaan kuasa modul optik pusat data
Dec 13, 2025|
Kos bagimodul optiksebenarnya bukanlah penggerak terbesar di sebalik pilihan teknologi pusat data. Faktor pertama ialah penggunaan kuasa, yang kedua ialah kepadatan lebar jalur, dan yang ketiga ialah kos.
Pada masa kini, apabila membina pusat data, syarikat secara praktikal cuba memperoleh loji kuasa. Penggunaan tenaga pusat data sering digambarkan dengan cara ini: ia sudah menyumbang xx% daripada penggunaan tenaga global, yang merupakan angka yang menakutkan.
Pada 2018, sebuah organisasi khusus telah ditubuhkan untuk menggalakkan pengurangan penggunaan tenaga pusat data. Tukar lebar jalur berganda setiap tiga tahun. Dengan peningkatan eksponen dalam jalur lebar suis pusat data, penggunaan tenaga akan menjadi semakin membimbangkan, menjadikan pengurangan tenaga sebagai trend utama.
Saya membandingkan penggunaan kuasa modul optik dengan penggunaan kuasasuisdengan menggunakan nisbah penukaran.
Pada masa ini, suis 12.8T, menggunakanModul optik 400G, mempunyai penggunaan kuasa minimum 8 pJ/bit.
Adakah kita tahu apakah matlamat yang dijangkakan untuk pusat data?
Sasaran penggunaan tenaga ialah 1 pJ/bit dan sasaran kos ialah $0.1/G. Kedua-dua angka ini sangat mencabar.
Adakah anda masih ingat sasaran dua tahun lalu? 1G untuk $1 mengejutkan ramai orang, dan walaupun ia kelihatan seperti seumur hidup yang lalu, ia telah pun dicapai. Rantaian industri sudah bergelut untuk menghadapi harga-terbawah semasamodul 100G, jadi bagaimana ia akan bertahan apabila harga turun kepada $1 untuk 10G? Sasaran penggunaan tenaga sebanyak 1 pJ/bit bermakna penukaran optik-ke-elektrik 400G hanya boleh menggunakan 0.4W. Dari perspektif modul optik sedia ada, ini lebih sukar untuk dicapai daripada sasaran kos.
Oleh itu, pelbagai-laser kuasa rendah dan cip elektronik-berkuasa rendah telah dibangunkan. Pelbagai kaedah pembungkusan kuasa rendah- turut muncul.
Suis optoelektronik bersama-berpakej IBM mempunyai penggunaan tenaga sebanyak 4 pJ/bit, menggunakan VCSEL dan PD 16 tatasusunan, dengan 56 Gb/s setiap saluran.
| Parameter | Nilai |
|---|---|
| Bilangan Saluran | 16 |
| Kadar | 56 Gb/s |
| Format | NRZ |
| Antaramuka Elektrik | XSR |
| Sambungan Optik | 30 m @ OM4 |
| Penggunaan Kuasa | 4 pJ/bit |
| Dimensi | 13 mm × 13 mm × 4 mm |
Sudah tentu, terdapat juga idea muktamad yang saya selalu ingin sedar: mengapa kita perlu menggunakan cip yang dihidupkan secara elektrik? Maksud "pertukaran" hanya merujuk kepada keupayaan untuk menukar saluran antara mana-mana dua port I0.
Pada masa dahulu, talian penghantaran isyarat adalah kabel, dan pensuisan dilakukan menggunakan litar pensuisan dalam cip elektrik.
A
Kemudian, disebabkan oleh lebar jalur yang terhad dan had jarak penghantaran kabel, gentian optik telah diperkenalkan untuk penghantaran. Ini membawa kepada pembangunan komponen IO yang luar biasa, transceiver, yang menukar isyarat optik kepada isyarat elektrik dan sebaliknya. Pemprosesan isyarat dikendalikan oleh cip elektrik, manakala penghantaran isyarat dilakukan melalui gentian optik.
B
Mengapa tidak hanya menghapuskan langkah penukaran fotoelektrik dalam transceiver dan sebaliknya menggunakan pensuisan optik? Itu akan menjadi lebih baik.
Sebelum ini, saluran pensuisan optik adalah sedikit bilangannya, mempunyai kerugian yang tinggi, dan besar, menjadikannya amat sukar untuk menggantikan sepenuhnya cip elektrik dengannya. Walau bagaimanapun, kini suis optik bersepadu mempunyai bilangan saluran yang semakin meningkat, menjadi lebih kecil dalam saiz, dan menawarkan kawalan yang semakin tepat ke atas cahaya.
Pada tahun-tahun akan datang, kita akan melihat trend di mana faktor bentuk modul optik pusat data menjadi kurang jelas, dengan lebih banyak fungsi disepadukan dan dibungkus berhampiran cip pensuisan. Mungkin dalam masa yang tidak-terlalu-masa hadapan, malah fungsi transceiver untuk penukaran fotoelektrik akan menjadi tidak diperlukan. Ini akan membawa kepada pengurangan ketara dalam penggunaan kuasa dan kos.