Intel показала оптический коммутатор с кремниевой фотоникой на 1,6 Тб/с
Опытный экземпляр сетевого коммутатора с применением кремниевой фотонной оптики со скоростью до 1,6 Тб/с на порт представлен компанией Intel, 6 марта передает портал Tom’s Hardware.
Это не первое устройство с частичной интеграцией оптики и электроники. У Intel есть целое направление Silicon Photonics. И существуют серийные устройства, позволяющие обеспечивать скорость до 400 Гб/с на порт (четыре оптических канала по 100 Гб/с каждый), притом не только у Intel.
Увеличить скорость в четыре раза до 1,6 Тб/с (четыре оптических канала по 400 Гб/с каждый) удалось за счет более плотной интеграции оптического порта, преобразователя сигнала и сериализатора/десериализатора. Как заявили в Intel, более плотная компоновка позволила снизить энергопотребление устройства и поднять скорость.
Зачем все это нужно и в чем трудности? Оптические линии позволяют передавать данные с куда большей скоростью, чем электронные. Достигается это за счет на порядки больших частот (10¹³ — 10¹⁶ Гц). И касается как пропускной способности, так и задержки передачи.
Уменьшение времени задержки передачи данных между отдельными серверами внутри стойки, а также между стойками центров обработки данных (ЦОД) критически важно для общей вычислительной производительности ЦОДа. А ЦОДы становятся все больше по размерам.
Если задержка передачи данных на расстояния в сотни метров и даже отдельные километры соизмерима с задержкой внутри сервера, то ЦОД может работать практически как единый сервер. Иначе далеко не все задачи можно хорошо масштабировать.
В частности, даже внутри одного компьютера скорость доступа к кэш-памяти процессора и оперативной памяти различаются больше, чем на порядок. А расстояние между процессором и памятью измеряется сантиметрами.
Кремниевые транзисторы не способны работать на таких частотах, как оптические системы.
С другой стороны, оптический модулятор не может быть заметно меньше длины передаваемой волны. Это физическое ограничение. Увеличить частоту и сильно снизить длину волны тоже пока затруднительно, т. к. с приближением к рентгеновскому диапазону сильно меняется способность материалов проводить и отражать фотоны.
Линейные размеры оптического модулятора в сотню раз больше, чем у транзистора, произведенного по современному техпроцессу. А площадь в 10 тыс. и более раз. Такие размеры затрудняют инеграцию оптических линий напрямую в компактные электронные микросхемы.
Поэтому создавать единые оптические линии между комплектующими одного сервера и между стойками ЦОДа с существующими технологиями не эффективно.
Применяются довольно сложные устройства, преобразующие поток с одной оптической линии на множество электронных (медных проводников) и обратно. Такие преобразователи и встроены в порты оптических коммутаторов. Хотя внутри коммутаторы все равно работают с электронными сигналами.
Преобразование огромного потока данных сопряжено с некоторым повышением задержки на время доставки пакета данных. Пусть и меньшим, чем если бы на сотни метров протянулись медные линии связи. А также со значительным потреблением энергии при преобразовании.
Преобразование огромного потока данных сопряжено с некоторым повышением задержки на время доставки пакета данных. Пусть и меньшим, чем если бы на сотни метров протянулись медные линии связи. А также со значительным потреблением энергии при преобразовании.
