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如何應用光纖技術來降低數據中心效率

2019/05/02 来源:东城信息港

导读

中國IDC圈9月22道:衡量數據中心的規模有三個標準,刀片服務器的數量;占地面積的大小以及所消耗的功率。Datacenterknowledg

中國IDC圈9月22道:衡量數據中心的規模有三個標準,刀片服務器的數量;占地面積的大小以及所消耗的功率。Datacenterknowledge曾經在去年4月發表過一份很有價值的關于大型數據中心的報告。該報告中提到了世界上的數據中心Lakeside科技中心,位于芝加哥以東350英里的Cermak,占地面積超過1萬平方英尺,電力供應超過了100兆瓦。在全世界范圍的10個數據中心中,小的一個占地面積也超過了六個足球場加起來那末大。

虽然,通常情况下数据中心的服务器数量是不会公布的,不过,还是可以从一些其他途径得知这一数据。例如,微软芝加哥数据中心就具有超过224000台刀片式服务器,这些服务器分布在110个集装箱容器中的数千个机架中。在世界范围内,根据IDC的统计,每一年的服务器销售数量在700万台以上,所以在一个大型数据中心里有超过10万台的服务器并不是什么不寻常的事情。

数据中心的能源消耗日趋增长

数据中心的范围在不断增长,消耗的电力也越来越惊人,在美国,数据中心消耗的电力就占到了美国电力总消耗的3%,据估计,电力成本每一年可达到74亿美元。正是由于电力消耗如此惊人,所以数据中心的设计师们正在寻找一切可能的方式来降低功耗。

一方面,数据中心的能耗不断上升,另一方面,全球范围内对数据中心的需求也在以惊人的速度增长。在今年6月份,思科络指数(VNI)预测到2015年,每年的流量会达到千万亿兆字节(zettabyte)的级别。1Zettabyte等于270个字节或者1024个exabyte.总的来说,全球的IP流量在未来五年会增加四倍。像谷歌,Youtube,Facebook以及Netflix这些大型站的流量增长速度尤为明显。不管怎样,未来的数据中心要处理的数据会越来越多,但他们可以使用的能源必须愈来愈少。

以下是一些有用的建议,可以显著的降低数据中心的功率:

(1)使用光纤联接以太

在90年代初,千兆以太技术运用的时候,光纤收发器就已经在数据中心开始使用,但一般都运用在长距离传输上,特别是300米以上的长距离,光纤相对于普通的导线优势更加明显。而随着10Gb/s以外的普及,光纤收发器也被应用在了更短的距离上,甚至在10米的距离上。在2011年,10Gb/s以太收发器的出货量将超过5万个。和传统的收发器相比,光纤收发器的功率每一个只有1瓦,而传统收发器的功率会到达10瓦,仅此一项,就会为数据中心每一年省去1700万美元的电力本钱。如果光纤能够在数据中心大规模的使用,包括服务器,交换机和其他络设施,他们将能够节约更多的能源。

(2)使用光子集成以及波分复用技术(WDM)来扩展100Gb/s或更快速度的以太

经过三年的努力,在去年7月已有多家公司宣布支持基于数据中心架构的100米到40千米的IEEE802.3ba标准化100Gb以太。不过不幸的是,一些早期的收发器设备的功率会达到20瓦,这超过了传统的10Gb以太解决方案的10瓦功率。这是由于部署的100Gb以太需要4个波长的光纤连接路径(425GB/S),如果是10个10Gb/s的光纤路径,功率和复杂性会更大。现在,有一种低功耗的解决方案已经得到了谷歌,博科等20多家公司的支持,可以实现1010的版本(10个10Gb/s的波长),这一标准的功耗可以和传统的10Gb/s的以太功耗相当。

在未来,随着光子集成技术的发展,特别是硅光子学的发展,100Gb/s解决方案的能耗将会比10Gb/s的功耗还要少。光波分复用(WavelengthDivisionMultiplexing,WDM)技术是在一根光纤中同时同时多个波长的光载波信号,而每个光载波可以通过FDM或TDM方式,各自承载多路模拟或多路数字信号。其基本原理是在发送端将不同波长的光信号组合起来(复用),并耦合到光缆线路上的同一根光纤中进行传输,在接收端又将这些组合在一起的不同波长的信号分开(解复用),并作进一步处理,恢复出原信号后送入不同的终端。从几米到10千米的距离,这一技术都会是数据中心应用的选择。

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