Što je DCI tehnologija u podatkovnim centrima?

U suvremenoj implementaciji DCI tehnologije, elektroničke interkonekcije postižu povećani kapacitet kroz dva primarna mehanizma: povećanjem broja pinova čipa i povećanjem brzina SERDES (Serializator/Deserializator). Progresija kroz tri CMOS procesna čvora-45nm, 32nm i 22nm-pokazuje kako je evolucija DCI tehnologije u izravnoj korelaciji s napretkom poluvodiča.

Na 45nm čvoru, SERDES kanali rade na 10 Gb/s s 8 kanala po portu, zahtijevajući 32 električna I/O pina po portu. Kako prelazimo na 22nm tehnologiju, brzine SERDES-a rastu na 32 Gb/s s 10 kanala po portu, zahtijevajući 40 pinova po konfiguraciji porta.

Mjere potrošnje energije za elektroničke interkonekcije u DCI tehnološkim aplikacijama otkrivaju značajne izazove. -SERDES implementacije dugog dosega troše 7000 fJ/bit na 45 nm, poboljšavajući se na 4560 fJ/bit na 32 nm i dostižući 3311 fJ/bit na 22 nm procesnim čvorovima. Ova poboljšanja, iako značajna, još uvijek rezultiraju ciljnom snagom po-portu od 560 mW, 730 mW, odnosno 1060 mW kroz tri tehnološke generacije, što predstavlja izazov upravljanja toplinom za visoko{13}}radix DCI tehnološke sklopke.

Photonic rješenja za DCI tehnološku infrastrukturu iskorištavaju multipleksiranje valne duljine (WDM) za postizanje skalabilnosti. Broj valnih duljina po vezi udvostručuje se sa svakom generacijom procesa: 8 valnih duljina na 45 nm, 16 na 32 nm i 32 na 22 nm, a sve rade na dosljednih 10 Gb/s po valnoj duljini.

Ovaj pristup daje propusnost porta od 80 Gb/s, 160 Gb/s, odnosno 320 Gb/s, pokazujući superioran potencijal skaliranja propusnosti implementacija fotonske DCI tehnologije.

Mikroprstenasti rezonatori u fotoničkim prekidačima DCI tehnologije zahtijevaju preciznu toplinsku kontrolu kako bi održali usklađenost rezonancije s češljevima laserskih valnih duljina. Varijacije u proizvodnji i koeficijent toplinske ekspanzije silicija zahtijevaju aktivno upravljanje temperaturom za svaki prsten. Pristup-optimiziranom snagom koristi jednako-nizove mikroprstenova u kombinaciji s korištenjem inteligentnog načina rada.

Elektronička arbitražna shema (EARB) implementirana za DCI tehnološke optičke podatkovne staze koristi arhitekturu paralelnog prefiksnog stabla, analogno dizajnu paralelnog prefiksnog zbrajala gdje zrcala širenja odobrenja-temeljena na prioritetu nose mehanizme širenja.

Ovaj centralizirani, cjevovodni pristup raspoređuje k pločica u logičnom prstenastom redoslijedu prioriteta, osiguravajući pravednost kroz-robin raspored.

Dizajn podržava višestruka istodobna odobrenja po ulaznom priključku (do 2), omogućujući prosječno poboljšanje od 30% u korištenju interne širine pojasa pod jednakim nasumičnim uvjetima prometa tipičnim za DCI tehnološka radna opterećenja.

Optička arbitraža za DCI tehnološke sklopke koristi namjenske arbitražne valovode s mapiranjem valnih duljina-na-izlaz-priključak. Shema tokena kanala osigurava povratna vremena od pod-8 ciklusa, održavajući konkurentnost s elektroničkim alternativama dok potencijalno nudi superiorne karakteristike skaliranja kako se kašnjenja žice povećavaju u budućim procesnim čvorovima.

Sveobuhvatni model napajanja za DCI tehnološke sklopke obuhvaća datapath i arbitražne resurse, s posebnom pozornošću na ograničenje termalne projektirane snage (TDP) od 140 W za sustave-hlađene zrakom.

Međunarodni tehnološki plan za poluvodiče (ITRS) služi kao konačan vodič za razvoj industrije, naglašavajući stratešku važnost fotonske integracije u prevladavanju temeljnih uskih grla u međusobnoj povezanosti podatkovnih centara. Kako računalstvo u oblaku, analitika velikih podataka i aplikacije umjetne inteligencije nastavljaju poticati potražnju za većom propusnošću, industrijski konsenzus ukazuje na hibridne elektro-fotonske sustave kao najizdržljiviji put naprijed.