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データセンター設計:コスト、テクノロジ、簡潔さおよび再構成可能性

100Gデータセンターは成熟しつつあり、どの角度からでもテクノロジーはますます完璧になっています。 100Gデータセンターはすでに私たちが欲しいものの大部分を持ち運ぶことができますが、せいぜいそれは人間の生活の記憶と精神的な食べ物をロードするだけです - 私たちはいくつかの計算を見ます。 データセンターアプリケーションの目的がわからないと、テクノロジとアプリケーションに合ったデータセンターを設計することはできません。

データセンター設計

光インターコネクション技術は、100Gから200Gおよび400Gに移行しています。 おそらく、100Gの光学的相互接続が2018の頑強な性能に達したと言えるでしょう。 だから、100の前に建てられた2018Gデータセンターはすべて、砂地に建てられた危険なビルや住宅であると主張することができます。 我々はリスクを認識しなければならない。

現在の大規模データセンターは、基本的に最後の時代の100G CWDM4構造に従い、AOCとDACを同時に使用します。 今日、私たちはトピックを書き直す必要があります。 提案は、データセンターを伝送構造と相互接続構造の2つの部分に分割することです。 WDMアクティブ・アーキテクチャはトランスポート・レイヤーで使用され、パラレルPSM構造(パラレル・オプティクスとパラレル・エレクトリカルを含む)は配線層でしっかりと使用されます。 Facebookに似たアーキテクチャは非常に簡潔ですが、コストも高いことがわかります。 したがって、経済的コストと経済構造との関係を実証する必要がある。 私たちがしなければならないことは、困難な選択肢の中で最良の選択をするために私たちを導く固定された原則に基づいてソート関係を見つけることです。

データセンタ100G CWDM4構造の原価

100G CWDM4構造体が広く使用されるためには、データセンターは高い代償を払っています。 主な理由は、過去の時代には光学チップの安定性と一貫性が良くなく、データセンターの光学的相互接続が標準的ではなかった時代であったことです。 幸いなことに、少なくとも Gigalightの製品設計基準は期待と用途に沿っています。 今や業界は、信頼性、製品寿命、および保守コストが互いに関連していることを知っています。 現在の結論は基本的に、CWDM4が、光ファイバーの節約、複数の製品の保守から1つの製品の保守への切り替えなど、テクノロジーの実装に関して100Gデータセンターの主流の特性に準拠することをサポートしています。 しかしながら、別の観点からは、この簡潔な構造もまた問題がある。 以下の3つの理由があります。

  • 光トランシーバは高価です。 相互接続アーキテクチャのコストを計算する際には、光ファイバのコストを計算しない傾向があります。これはエンドツーエンドの逆変換であり、思考を非常に昔ながらの方向に導きます。 私たちが建物を建てるにつれ、使用する塗料の量は考慮しません。 光ファイバーは、塗料が建物に役立つように、システムに役立ちます。あるいは、食べ物は、人間にとって3つの食事を提供します。 WDM技術をすべての相互接続アーキテクチャに導入するには、少なくとも2から3に光トランシーバのコストをかけなければなりません。
  • 総コストは経済的ではありません。 相互接続においてより多くのWDM技術を使用することを好まない理由は、高密度ネットワークにおける信号層形成がより明確でスケジューリング可能であるからである。 WDMトランシーバは、主にAWGや自由空間光学技術によって3 / 4による光ファイバーのコストを削減しますが、生産投資が高く、業界での製品率が高く、利益率を犠牲にするという問題があります。 実際には、相互接続距離の大部分が500メートル以内にあることがわかっているので、光ファイバーのコスト削減は非常に限られています。
  • メンテナンス費用が経済的かどうか。 紛争は、メンテナンスの経済的性質にあります。 メンテナンスの経済性は、製品の安定性とネットワークの再構成可能性にあります。 製品の安定性の観点から見ると、CWDM4トランシーバは成熟して信頼性が高くなっていますが、それでもPSM4トランシーバよりも桁違いに劣ります。 もちろん、データセンターはこの規模を考慮する必要はありません。 それでは、ネットワークの再構成可能性について話しましょう。 いわゆる再構成可能性は、元の構造をプッシュダウンし、それを再構築して何かが残っていないかどうかを確認することです。 グリーン経済の観点からの人間的な追求から、もし既存のネットワークをそもそもアップグレードしたいのであれば、データセンターの将来のネットワークアーキテクチャが何であるべきかを実証することが必要です。結論。

データセンターの将来のネットワークアーキテクチャ

2年前、私はPSMとWDMの選択に関する記事をデータセンターで公開しました。 この記事では、PSMの選択がより現実的であると思いますが、それはいくつかの批判を集めました。 現実は私の見解にも反しています - データセンターはPSM4をカバーするCWDM4の構造に向かっています。 しかし、道路上の人間と同じように、正しいビジョンが間違った道で置き換えられることは非常に一般的です。 貧しい環境で育った子供は、豊かな起源の子供とはまったく異なる世界観やお金の見通しを持っています。 2018 OFC展示会では、400Gのトピックは非常に人気がありましたが、それは非常に未熟でした。 400の初めに2018Gを理解している人によれば、基本的にはPAM4テクノロジをスキップし、100Gトランシーバを直接埋め込むために400GシングルラムダDSPテクノロジを使用する、つまり200Gを直接想像できない400Gにスキップすることです。 この飛躍は一世代ではなく、二世代です。 今、私たちはこの欲求が明らかに楽観的すぎるのは明らかであることをすでに知っています。

NRZからPAM4まで、それからDSPまで、徐々に飛躍するのか、それとも一歩で究極の目標に達することができる飛躍ですか? これらの技術については、伝送や相互接続の観点から議論する必要があります。 私は最初の2つは相互接続アーキテクチャに使用されていると考えていますが、DSP技術は基本的に光伝送の分野でのみ使用されています。

DSPの機能とPAM4変調の間には根本的な違いがあります。 DSPがクライアント側モジュールで成功できるかどうかはまだ不明です - リンク光レイヤの処理なしで回復された信号の歪みを処理するのにDSPを使用することは不可能であると私は信じます。 もちろん、私の見解の多くが時代の進歩によって徐々に修正されてきたように、人間の技術や市場の進歩のための唯一の方法は、議論し、探求し、間違いをすることです。 テクノロジ実装の予測不可能性以外に、200Gおよび400Gネットワ​​ークをカバーする4つの分析アーキテクチャがあります。

  • 200G NRZ。 200G NRZのアーキテクチャは、8パラレル信号を使用する構造です。 利点は、コストが非常に低く、密度が非常に高いことです。 欠点は、物理的なケーブル接続の複雑さおよび光ファイバ量の1回限りのコストがより高いことである。
  • 200G PAM4。 200G PAM4のアーキテクチャは、電気分野における技術革新を調整するためのFR4アーキテクチャです。 利点は、コストが中程度であり、密度が非常に高く、NRZアーキテクチャに比べて多くの光ファイバを節約することである。 欠点については、100G CWDM4と同じです。
  • 200G / 400G。 200G / 400Gハイブリッドアーキテクチャは、PAM4テクノロジと8チャネル多重化テクノロジ(FR8)を採用しています。 利点は、コストが均衡し、密度が非常に高く、光ファイバに対する需要が非常に小さいことである。 欠点は、光学構造およびモジュールの安定性が調査されていないことである。
  • 400Gシリコンフォトニクス。 400G Silicon Photonicsアーキテクチャは、Silicon Photonics技術プラットフォームの助けを借りて理想的な100G Single Lambda伝送を実現し、DSPは不要です。 このアーキテクチャの利点は明らかにコスト効率が高く、適度な密度、高速性、単純さです。 欠点は、Silicon Photonics光トランシーバが代替技術であり、それでもまだ時間の繁殖が必要であることです。

サマリー

  • 純粋な100G CWDM4アーキテクチャーの進化の方向は200G FR4であり、これ以上進化させることはできません。 光ファイバリソースを再配線または増設する必要があります。
  • 100G PSM4ネットワークアーキテクチャの進化の方向は、200G DR4または200GシリコンフォトニクスDR4、または400G DR4です。
  • 8チャネル200G NRZネットワークは、豊富な光ファイバリソースを提供します。 それで、その将来の進化は問題ではありません、そしてそれはおそらく光ファイバー資源の半分を浪費するでしょう。

現在、一般的な400Gネットワ​​ーク構造(400G DR4&FR4)には注目していません。 基本的には、このアーキテクチャは非常に難しいと考えています。 このアーキテクチャは、技術的困難を乗り越えた人々の美しい錯覚であり、必ずしも実用的な観点からは経済的ではありません。

データセンター設計の優先事項

私たちは、私たち自身を含め、簡潔で再構成可能で費用対効果の高いデータセンターを探し求めていることを理解しています。 しかし、人々は通常、物事の法則に反する単純さ、再構成可能性、コストおよび技術の観点から物事を優先します。 物事の法則に反して、追加の費用が必要です。 人間ができないことは何もありません、そして時々彼らはコストを犠牲にするほど気まぐれです。 私たちは、専門的な観点から、まずコスト、次にテクノロジー、次に簡潔さ、そして最後に再構成可能性の順にコストを置くべきだと考えています。

  • コスト。 データセンターはコスト重視でなければなりません。 経済の出発点はコストと便益との関係であるため、費用対効果の高い経済だけが全体としての利益と最も合理的で一貫しています。 コストを考慮しない産業構造は、テクノロジー、シンプルさ、世界秩序を歪ませる。
  • テクノロジー。 技術はその実現の時間的経過を有し、異なる期間における技術の使用およびコストは対応関係を示す。 コストは意図的にコストを削減する技術を強制するのではなく、技術の規模を決定します。 例えば、太陽光や電気自動車のコストを削減する技術の規模を強制的に推進してきましたが、非常に高い価格を払っています。
  • 簡潔。 簡潔さは広範に、またはその素朴な単純さの表面から見ることはできません。 簡潔さはプロセス設計の結果であり、元の意図の一種になることはできません。 デザインが簡潔でなければならないと言うと、すべての能力とテクニックが含まれていれば、簡潔な表現を見つけることを意味します。 簡潔さは、複雑な抽象化の後の一種の芸術です。 表面の単純さは落書きや怠惰と解釈することができます。
  • 再構成可能性。 再構成は非常に困難です。 人間が進んだ技術ルートを振り返ってみると、テクノロジとネットワークは再構成可能ではなく、実際には多くの無駄が生じています。 再構成可能なミッションは、人間が計画に従って生産と入力を行うことを要求する。 抑制されていない廃棄物を伴う市場経済は、本質的に再構成可能である。 現在、人間は技術を再構築することができないので、再構築の考え方ではなく、良い計画を立てるべきです。

これはによって書かれたオリジナルの記事です。 Gigalight。 再現された場合は、出典を明記してください。https://www.gigalight.com/community/data-center-design-cost-technology-conciseness-and-reconfigurability/

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