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Diseño del centro de datos: costo, tecnología, concisión y reconfiguración

Los centros de datos 100G están madurando, sin importar desde qué ángulo, las tecnologías se están volviendo más y más perfectas. Los centros de datos 100G ya pueden llevar la mayoría de las cosas que queremos, pero a lo sumo solo cargan la memoria y el alimento espiritual de la vida humana; sí vemos algunos cálculos, pero dichos 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.

Diseño de centro de datos

La tecnología de interconexión óptica está pasando de 100G a 200G y 400G. Quizás podamos decir que la interconexión óptica 100G acaba de alcanzar su sólido desempeño en 2018. Básicamente, podemos afirmar que los centros de datos 100G construidos antes de 2018 son edificios o casas peligrosas construidas en terrenos arenosos. Debemos ser conscientes de los riesgos.

Los grandes centros de datos actuales siguen básicamente 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 la óptica paralela y las eléctricas paralelas) se usa firmemente en la capa de interconexión. Vemos que la arquitectura similar a Facebook es muy concisa, pero también tiene un alto costo. Por lo tanto, es necesario que demostremos la relación entre el costo económico y la estructura económica. Lo que debemos hacer es encontrar una relación de género basada en un principio fijo que nos guíe a tomar la mejor decisión en las decisiones difíciles.

El costo del centro de datos 100G CWDM4 Structure

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 la consistencia de los chips ópticos no eran buenas, y la interconexión óptica de los centros de datos no estaba en un período estándar. Afortunadamente al menos GigalightLos estándares de diseño de productos están en línea con las expectativas y las 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 respaldan básicamente que CWDM4 cumple con 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 producto. Sin embargo, desde un punto de vista diferente, esta estructura concisa también es problemática. Hay tres razones que se muestran a continuación.

  • 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 a nuestro pensamiento a una dirección muy anticuada. A medida que construimos el edificio, no consideraremos la cantidad de pintura que necesitamos usar. Las fibras ópticas sirven a los sistemas, al igual que la pintura sirve a los edificios o la comida sirve tres comidas para los seres humanos. La introducción de la tecnología WDM en todas las arquitecturas de interconexión requiere al menos 2 a 3 multiplicado por el costo de los transceptores ópticos.
  • El costo total no es económico. La razón por la que no preferimos usar más tecnologías WDM en la interconexión es que la estratificación de señales en redes densas es mejor clara y programable. El transceptor WDM reduce el costo de las fibras ópticas en 3 / 4, principalmente a través de la tecnología AWG o la tecnología de espacio libre, pero trae consigo problemas de alta inversión en producción y buena tasa de productos en la industria, sacrificando los márgenes de ganancia. De hecho, sabemos que la gran mayoría de las distancias de interconexión están dentro de los medidores 500, por lo que los ahorros de costos de las fibras ópticas son muy limitados.
  • Si el costo de mantenimiento es económico. La disputa radica en la naturaleza económica del mantenimiento. La economía del mantenimiento radica en la estabilidad del producto y la reconfiguración de la red. Desde la perspectiva de la estabilidad del producto, los transceptores CWDM4 se están volviendo maduros y confiables, pero aún son un orden de magnitud peor 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 reconfiguración consiste en empujar la estructura original hacia abajo y reconstruirla de nuevo para ver si queda algo. Desde el punto de vista humano de la economía verde, si queremos actualizar la red existente en primer lugar, es necesario que demostremos cuál debe ser la futura arquitectura de red de los centros de datos, y luego volveremos a un 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 atraído algunas críticas. La realidad también es contraria a mi opinión: 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 ambiente pobre seguramente tiene una visión del mundo y una visión del dinero totalmente diferentes a las de un niño de origen rico. En la exposición 2018 OFC, el tema de 400G fue muy popular, pero fue muy inmaduro. De acuerdo con la comprensión de 400G por parte de la gente al comienzo de 2018, es básicamente omitir la tecnología PAM4 y utilizar directamente la tecnología DSP de Lambda única 100G para implantar el transceptor 400G, es decir, omitir 200G directamente para un 400G inimaginable. Este salto no es una generación, sino 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 tenemos que discutir estas tecnologías desde la perspectiva de la transmisión o la interconexión. Creo que los dos primeros se utilizan para la arquitectura de interconexión, mientras que la tecnología DSP se usa básicamente solo en el campo de la transmisión óptica.

Hay una diferencia fundamental entre el trabajo de DSP y la modulación PAM4. Aún no se sabe si el DSP puede tener éxito en el módulo del lado del cliente: creo que es imposible usar el DSP para tratar la distorsión de la señal recuperada sin ningún procesamiento de la capa óptica del enlace. Por supuesto, al igual que muchos de mis puntos de vista han sido corregidos gradualmente por el progreso de los tiempos, tratar de argumentar, explorar y cometer errores es la única forma de progreso de las tecnologías y los mercados humanos. Aparte de la imprevisibilidad de la implementación de la tecnología, tenemos cuatro arquitecturas analíticas que cubren las redes 200G y 400G.

  • 200G NRZ. La arquitectura de 200G NRZ es una estructura que utiliza señales paralelas 8. 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 de una sola vez 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 canales 8, 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 la estabilidad de la estructura óptica y el módulo queda por investigar.
  • 400G Silicon Photonics. La arquitectura 400G Silicon Photonics puede realizar la transmisión ideal de 100G Single Lambda 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 Silicon Photonics es una tecnología alternativa que aún necesita tiempo de reproducción.

Resumen

  • La dirección de la evolución de la arquitectura pura 100G CWDM4 es 200G FR4, que no puede evolucionar más. Es necesario volver a cablear o aumentar los recursos de fibra óptica.
  • La dirección de la evolución de la arquitectura de red 100G PSM4 es 200G DR4 o 200G Silicon Photonics DR4, o 400G DR4.
  • La red 8G NRZ de 200-canal 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 400G popular: 400G DR4 y FR4. Básicamente, creemos que esta arquitectura es extremadamente difícil de lograr. Esta arquitectura es una hermosa ilusión de personas que trascienden 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 generalmente prioriza 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 algunas veces son tan caprichosos que estropean los costos. Creemos que, desde un punto de vista profesional, debemos poner el costo primero, seguido de la tecnología, luego la concisión y, finalmente, la reconfiguración.

  • Costo. El centro de datos debe estar orientado a los costos. Solo una economía orientada a los costos es la más razonable y consistente con los beneficios generales, porque el punto de partida de la economía es la relación entre costos y beneficios. La estructura industrial, sin considerar el costo, distorsiona la tecnología, la simplicidad y el orden mundial.
  • Tecnología. La tecnología tiene su curso temporal de realización, y el uso y costo de la tecnología en diferentes períodos muestran la relación correspondiente. El costo determina la escala de la tecnología, en lugar de forzar una tecnología para reducir costos deliberadamente. Por ejemplo, hemos promovido a la fuerza la escala de tecnología para energía solar y vehículos eléctricos para reducir costos, pero hemos pagado un precio muy alto.
  • Concisión. La concisión no puede verse a grandes rasgos, o desde la superficie de esa ingenua simplicidad. La concisión es el resultado del diseño del proceso y no puede convertirse en un tipo de intención original. Cuando decimos que el diseño debe ser conciso, queremos encontrar una expresión concisa después de que todas las habilidades y técnicas estén contenidas. La concisión es un tipo de arte después de una abstracción compleja. La simplicidad de la superficie puede interpretarse como graffiti o pereza.
  • Reconfigurabilidad. La reconfiguración es muy difícil. Mirando hacia atrás a 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 muchos desperdicios. La misión reconfigurable requiere que los seres humanos realicen la producción y los aportes de acuerdo con el plan. La economía de mercado con residuos no restringidos es esencialmente reconfigurable. En la actualidad, los seres humanos no pueden reconstruir la tecnología, por lo que deberíamos hacer un buen plan en lugar de pensar en cómo reconstruirlo.

Este es un artículo original escrito por Gigalight. Si se reproduce, indique la fuente: https://www.gigalight.com/community/data-center-design-cost-technology-conciseness-and-reconfigurability/

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