Y6T72 下一代数据中心光模块封装,Co-pack?还是热插拔?

Y6T72 下一代数据中心光模块封装,Co-pack?还是热插拔?

每年的OFC都很热闹,今年现场人不多,可依然很热闹。

数据中心的流量增长太快了,每两年翻一翻,光模块每三年就得换一代。

关于硅光集成,2015/16年时,OFC讨论的是全集成还是混合集成?2017/18年讨论的是产业化的耦合封装与可靠性

关于数据中心的光模块速率,从四五年前是100G,两三年前是400G,这两年直接就讨论到1.6T或者3.2T了。

关于Co-packaging封装,在2018年OFC,Y4T73,我写的就是一个样机, 2019年OFC,我估计写了不下10篇。

今年的硅光&Co-packaging&3.2T,都加进来了哈。

昨晚的OFC一个议题

参与讨论的有

Intel今年发布了Co-packaging样机,每个引擎是1.6T,总计是12.8T,另外也给出了25.6T和51.2T的规划。

咱们再补充下,其他厂家的看法,下图,右侧是赞成下一代数据中心依然采用热插拔光模块封装,左侧是赞同新思路,比如Co-packaging封装。

基本是4:4持平

IBM认为CoP难以实现,是因为成本趋势难以替代现有成熟技术的成本下降。还举例,在2006年的时候,下图是他家的Co-packaging封装的交换机芯片,用了672根光纤,每根光纤的速率是10Gbps,当时是很高的速率要求了。

他们认为这种高密度封装,成本会降到1G1美金,这个词熟悉不? 呵呵

然后花了三年的时间,解决可靠性,解决这么多器件的散热问题,解决生产良率的问题,解决如何组装和测试,还提供在线升级软件,等到2010年能演示时。

当时成熟的热插拔技术的成本,短距VCSEL已经到了25美分/G

IBM认为动态的看成本发展,一个技术的部署,和成熟技术的成本回落,二者不可比。

另外,技术也不可比,等他们完成10G的动作,高密度封装,产业界的通道速率已经在向前发展,比如说2020年,每通道已经可以到100G了,

不堪回首,往事中。

阿里对于下一代数据中心的光模块封装,考虑的是供应链的成熟度。

他们认为热插拔的优点在于可规模量产,供应商很多,产业链成熟。

缺点是光模块在前面板插入,电信号到达交换芯片的距离较长,高频信号难以实现,但未来是有可能改善的,比如改进连接器,优化这种阻抗不连续的反射和损耗,改进PCB材料,降低高频信号的损耗和节点反射,比如将来采用3nm/5nm节点的半导体工艺,等等等等。

Google的观点,是他们家的OSFP还可以再坚持一下,

2017年时,是400G光模块,功耗15W。8*50G PAM4

2020年,可以实现800G,功耗20W,8*100G PAM4

将来,也许,2025年,可以实现1.6T,功耗25W(Google自己也打了个问号??),每通道实现200G(?),格式待定。

Molex的观点,是热插拔用了二十多年了,大家都已经很熟悉,成本也能降下来。这么习惯的封装,咱能说换就换么?

模块的容量,可以提升,从400G,提升到800G、1.6T

端口速率可以提升,从100G一个通道,提升到200G一通道

传输格式,从以前的NRZ(PAM2),咱已经提升到PAM4了,接着以后提升到PAM6

热,散热是个大问题,也可以提升,以前是空调,现在可以放入液体啊,(国华备注,Y4T301和Y5T45写的是绝缘液体冷却式数据中心)

Facebook的观点,不支持热插拔,数据中心在前面板插拔光模块,就像下图,Facebook的图很有意思啊

他们认为,交换机的能耗已经快到极限了,制冷能力也接近极限,未来交换机容量可以提升,但是能耗不能再加了。

总之,下一代数据中心,最重要的是考虑能效比,谁的技术能实现,就有竞争力。

Broadcom的观点,也是聚焦在容量与散热的矛盾,随着系统容量的提升,功耗也是越来越大。

用CPO,或者其他更好的方式,解决散热,就有竞争力。

思科收购了硅光集成公司,Luxtera和Acacia,Luxtera的观点,是必须得用Co-packaging啊,这只不过是原来光引擎的一个变形而已,咱们以前不都是在用引擎么

现如今,把光源外置,其他集成,一切OK。

IMEC的观点,是,当年半导体集成技术路线,还不是一步步的从单颗晶体管走到几亿个晶体管集成呗,封装路线成为二维,2.5D到3D。

光学封装,也可以,无非是解决一二三四五六七这些个技术难题。

日本AIST的观点,更加颠覆。

说,下一代数据中心,现在争热插拔,还是CPO,观点聚焦在谁的功耗更多低。

好,大家看一下功耗,CPO的功耗可以比热插拔的降低20%左右,(付出的代价是,新技术的挑战,产业链的培育,等等)

那,如果彻底修改现在的交换机架构,采用全光交换,功耗可以降低90%。

为什么要拘泥于现有的交换通信系统结构去做演化呢。

小结一下:

Intel,支持Co-packaging,也提供样机

Broadcom,认为功耗是最大的挑战,用Co-packaging也好,其他新方法也好,要解决主要矛盾。

思科,认为,现在就是使用Co-packaging的最佳时机。

Facebook,认为下一代数据中心,功耗是最大的障碍,Co-packaging可以是一个改善功耗的途径。

日本AIST,认为下一代数据中心功耗是难题,但不必拘泥于选择热插拔还是Co-packaging,而是要想想改变现有的架构。

IBM,认为新技术的使用,成本没有优势

Google,认为他家的OSFP光模块封装,有一定的能耗优势(相比较QDD),也能支持到将来的51.2T交换容量的提升,但是否能实现1.6T,还需要很多考虑。

Alibaba,认为从产业链来考虑,热插拔更有优势,目前技术上的难点,随着产业的发展,也会慢慢解决掉。

Molex,认为热插拔用了二十多年,都已经非常习惯了,还可以进行几次迭代,产业会想出办法的。

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