데이터센터 100ge 액세스 기술 동향 분석

빅 데이터, 분산 스토리지, AI 및 고속 컴퓨팅의 급속한 발전으로 데이터 센터의 규모가 급격히 증가했습니다.IDC는 글로벌 데이터의 총량이 2020년 47 ZBS(1zb = 10억 TB = 1조 GB), 2025년 163 ZBS에 이를 것으로 전망한다. 통신사 및 주요 기업은 기존 데이터의 내부 교환 시스템 속도를 시급히 높여야 한다. 10GE / 40ge에서 100ge / 400ge로 중심을 잡고 Ge / 10GE에서 25ge / 100ge로 서버 액세스를 발전시켜 높은 처리량과 큰 대역폭의 현재 발전 추세에 부합합니다.

중국에서는 데이터 비즈니스가 빠르게 성장하는 인터넷 기업이 2017년부터 25ge 서버를 대규모로 배포하기 시작했습니다.기업 고객과 일부 금융 고객도 올해 25ge 서버 배포를 시작했습니다.현재 서버의 10GE/25ge 액세스 속도는 여전히 주류입니다.데이터 센터 패브릭이 100ge에서 400ge로 진화함에 따라 2020년부터 100ge 서버가 배치되어 2021년경에 대규모 상업 사용에 도달할 것으로 예상됩니다. 주요 애플리케이션 시나리오는 GPU 클러스터가 될 것입니다.서버 액세스의 진화 단계에서 50ge 서버는 주류 시장을 점유하지 않고 25ge에서 100ge 액세스로 직접 진화할 것입니다.

기존 100ge qsfp28 인터페이스의 한계

현재 서버의 주류 네트워크 카드는 10GE / 25ge 네트워크 카드이며 100ge qsfp28 네트워크 카드도 소수 있습니다.100ge qsfp28 네트워크 카드의 포트는 4개의 25ge 물리적 채널로 구성되며 100ge qsfp28 인터페이스가 있는 스위치에만 적용할 수 있습니다.현재 업계에서 밀도가 가장 높은 100ge qsfp28 tor 액세스 스위치에는 32개의 100ge qsfp28 인터페이스가 포함되어 있습니다.스위치 대역폭은 3.2T를 초과하지 않으며 최대 32개의 서버에만 액세스할 수 있습니다.업링크 대역폭은 100ge를 초과하지 않으며 400ge 업링크 통합 기능이 없으므로 데이터 센터의 높은 처리량 및 큰 대역폭 요구 사항을 충족할 수 없습니다.기존 100ge qsfp28 인터페이스는 데이터 센터에 100ge 서버를 배치하는 데 적합하지 않다는 것을 알 수 있습니다.

차세대 100ge 인터페이스

데이터 센터의 높은 처리량과 큰 대역폭의 발전 추세에 따라 서버 네트워크 카드와 액세스 스위치는 차세대 100ge 인터페이스로 진화하고 있습니다.차세대 100ge 인터페이스는 2개의 50ge 물리적 채널로 구성됩니다.이전 세대 qsfp28 인터페이스와 비교하여 물리적 채널 수가 절반으로 줄어들고 포트 밀도가 향상됩니다.

현재 차세대 100ge 인터페이스에는 sfp-dd 및 dsfp의 두 가지 패키징 옵션이 있습니다.

1) Sfp-dd(Small Form Factor Pluggable Double Density)는 Alibaba 및 기타 기업에서 주로 추진하는 패키징 유형으로, SFP 인터페이스 밀도의 2배이며 SFP 제품군 모듈과 하향 호환됩니다.
2) Dsfp(듀얼 샤넬 소형 폼 팩터 플러그 가능)는 개별 장비 제조업체에서 시작하고 추진하는 패키징 유형입니다.많은 제어 및 표시기 핀이 취소되고 소프트웨어는 통신 및 제어를 위한 레지스터를 읽고 쓰는 데 사용됩니다.
카테고리 핀 신호 무결성 전원 공급 장치 및 그 신뢰성 작동 신뢰성 하위 호환성 후속 개발 방향
SFP에 비해 sfp-dd의 핀 수가 2배가 되어 고주파 신호의 팬 아웃에 도움이 됩니다.동일한 GND 기준 평면을 사용할 수 있습니다.Si는 우수한 신뢰성, 더 많은 전력 및 접지 핀, 강력한 과전류 용량 및 우수한 신뢰성을 제공합니다.여러 하드웨어 제어 및 경보 핀이 예약되어 있으며 높은 신뢰성과 하위 호환성을 제공합니다.SFP 캡슐화 광 모듈을 지원하며 원활한 확장을 지원합니다.

Dsfp는 2개의 핀을 추가하는데, 이는 고주파 신호의 팬 아웃에 도움이 되지 않습니다.다른 GND 참조 평면을 사용해야 합니다.Si의 신뢰성이 낮고 전원 공급 장치와 접지가 빡빡합니다.일반적으로 모든 하드웨어 제어 및 알람 핀은 삭제되고 IIC 통신만 예약됩니다.광 모듈은 전체 소프트웨어 모드에서만 작동하므로 시스템 오류 및 문제가 발생하기 쉽고 신뢰성이 낮고 패치와 유사한 하위 호환성이 없습니다.

위의 비교 분석을 바탕으로 데이터 센터에 대한 100ge 액세스를 위한 최선의 선택은 sfp-dd 패키징 기술을 사용하는 것임을 알 수 있습니다.ZTE는 이러한 추세를 따라 차세대 100ge 서버 액세스를 위한 대용량 및 고밀도의 Tor 스위치를 출시했습니다.스위칭 용량은 최대 8tbps로 서버 액세스를 위한 48개의 100ge 포트와 업링크 어그리게이션을 위한 8개의 400ge 포트를 제공합니다.기존 100ge qsfp28 액세스 스위치와 달리 차세대 100ge 액세스 스위치는 sfp-dd로 캡슐화된 100ge 인터페이스를 채택합니다.100ge 포트는 2개의 50ge 물리적 채널로 구성되고 400ge 포트는 8개의 50ge 물리적 채널로 구성됩니다.전체 기계에는 160개의 50ge 물리적 채널이 포함되어 있어 1U 장비의 100ge 포트 밀도를 크게 향상시킵니다.