Veri merkezi optik modülü güç tüketimi gereksinimleri
Dec 13, 2025|
maliyetioptik modüllerveri merkezlerinin teknoloji seçiminin ardındaki en büyük itici güç aslında bu değil. Birinci faktör güç tüketimi, ikincisi bant genişliği yoğunluğu ve üçüncüsü ise maliyettir.
Günümüzde şirketler veri merkezleri kurarken adeta enerji santralleri satın almaya çalışıyor. Veri merkezlerinin enerji tüketimi genellikle şu şekilde tanımlanıyor: Zaten küresel enerji tüketiminin %xx'ini oluşturuyor ki bu korkunç bir rakam.
2018 yılında veri merkezi enerji tüketiminin azaltılmasını teşvik etmek amacıyla özel bir organizasyon kuruldu. Anahtar bant genişliği her üç yılda bir iki katına çıkar. Veri merkezi anahtar bant genişliğindeki hızlı artışla birlikte, enerji tüketimi giderek endişe verici hale gelecek ve enerji azaltımı önemli bir trend haline gelecektir.
Optik modülün güç tüketimini,anahtarbir dönüşüm oranı kullanarak.
Şu anda 12,8T anahtarlar kullanılıyor400G optik modüller, minimum güç tüketimi 8 pJ/bit'tir.
Veri merkezi için beklenen hedeflerin ne olduğunu biliyor muyuz?
Enerji tüketimi hedefi 1 pJ/bit, maliyet hedefi ise 0,1 $/G'dir. Her iki rakam da inanılmaz derecede zorlu.
İki yıl önceki hedefi hatırlıyor musun? 1 dolara 1G birçok insanı şok etti ve sanki bir ömür önceymiş gibi görünse de bu zaten başarıldı. Endüstri zinciri halihazırda mevcut en düşük-fiyatlarla başa çıkmakta zorlanıyor100G modülleriPeki 10G'nin fiyatı 1 dolara düştüğünde nasıl hayatta kalacak? 1 pJ/bit'lik enerji tüketimi hedefi, 400G optik-elektrik-e dönüşümün yalnızca 0,4 W tüketebileceği anlamına gelir. Mevcut optik modüller açısından bakıldığında, bunu başarmak maliyet hedefinden çok daha zordur.
Bu nedenle, çeşitli düşük-güçlü lazerler ve düşük-güçlü elektronik çipler geliştirilmiştir. Çeşitli düşük-güçlü paketleme yöntemleri de ortaya çıkmıştır.
IBM'in optoelektronik ortak paket anahtarının enerji tüketimi, kanal başına 56 Gb/s ile 16 dizili VCSEL ve PD kullanılarak 4 pJ/bit'tir.
| Parametre | Değer |
|---|---|
| Kanal Sayısı | 16 |
| Oran | 56 Gb/sn |
| Biçim | NRZ |
| Elektrik Arayüzü | XSR |
| Optik Bağlantı | 30 m @ OM4 |
| Güç Tüketimi | 4 pJ/bit |
| Boyutlar | 13 mm × 13 mm × 4 mm |
Elbette her zaman gerçekleştirmeyi istediğim bir fikir daha var: Neden elektrikle çalışan çipler kullanmak zorundayız? "Değişim"in anlamı basitçe herhangi iki I0 bağlantı noktası arasında kanal değiştirme yeteneğini ifade eder.
Uzun zaman önce, sinyal iletim hatları kablolardan oluşuyordu ve anahtarlama, elektrik çipleri içindeki anahtarlama devreleri kullanılarak yapılıyordu.
A
Daha sonra kablo iletiminin sınırlı bant genişliği ve mesafe sınırlamaları nedeniyle iletim için optik fiberler kullanılmaya başlandı. Bu, optik sinyalleri elektrik sinyallerine (ve tersini) dönüştüren dikkate değer bir IO bileşeni olan alıcı-vericinin geliştirilmesine yol açtı. Sinyal işleme elektrik çipleri tarafından gerçekleştirilir, sinyal iletimi ise optik fiberler aracılığıyla yapılır.
B
Neden alıcı-vericideki fotoelektrik dönüşüm adımını ortadan kaldırıp bunun yerine optik anahtarlamayı kullanmıyorsunuz? Bu çok daha iyi olurdu.
Önceden, optik anahtarlama kanallarının sayısı azdı, kayıpları yüksekti ve hacimliydi; bu da elektrik çiplerinin bunlarla tamamen değiştirilmesini son derece zorlaştırıyordu. Ancak artık entegre optik anahtarların kanal sayısı artıyor, boyutları küçülüyor ve ışık üzerinde giderek daha hassas kontrol sağlıyor.
Önümüzdeki yıllarda, veri merkezi optik modüllerinin form faktörünün daha az belirgin hale geldiği, daha fazla fonksiyonun anahtarlama çipinin yakınında entegre edildiği ve paketlendiği bir trend göreceğiz. Belki-çok-uzak olmayan bir gelecekte, fotoelektrik dönüşüm için alıcı-verici işlevi bile gereksiz hale gelecektir. Bu, güç tüketiminde ve maliyette önemli bir azalmaya yol açacaktır.