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2019 400G通信元年被延期,原因是缺少这项技术

时间:2019-10-14 作者:赵明灿 阅读:
数据中心通信正在由100G向400G发展。然而,2019年这一被认为是400G产品的元年,却未能如约而至,主要原因是业界尚未有高效的传输手段来支撑这个市场的繁荣。

众所周知,数据中心通信正在由100G向400G发展。然而,2019年这一被认为是400G产品的元年,却未能如约而至,主要原因是业界尚未有高效的传输手段来支撑这个市场的繁荣。那么,这具体是怎么一回事,现在又是否取得突破了呢?

日前,在Credo公司(默升科技)举办的媒体见面会上,该公司总裁兼CEO Bill Brennan先生对此向我们做了详细解读。同时该公司也发布了HiWire有源电缆这种新产品,并建立了HiWire产业联盟予以推广。

IP和芯片/电缆两种营业模式

据介绍,Credo是家初创公司,其核心技术是高性能Serdes/DSP,拥有从25G、50G到100G的所有产品(全世界不超过5家)。现在市场上的100G解决方案通常是4×25G的系统,但Credo已经有了单通道100G,是世界领先。

Credo的第一个营业模式是IP授权,将IP卖给大型运营商和系统商以及IC设计公司,例如Intel、思科、烽火、ZTE。第二个营业模式是售卖芯片产品(比重更大)。

目前该公司所有产品都已设计完成,准备推向市场,例如线卡连接解决方案,用于电路板之间互连;光模块解决方案(中继芯片),用于恢复信号;2.5D及MCM SerDes解决方案,支持客户做更大的芯片;以及HiWire有源电缆产品。

Facebook在今年3月的OCP峰会上,官方宣布会使用集成了Credo Gearbox的Arista 7368X4。“在整个生态系统中,Facebook有它自己做的一套产品,也有Arista做的另外一套产品。Credo是唯一一家能够打破博通垄断的公司。”Brennan介绍说。

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有源电缆:突破无源铜缆和有源光缆的距离和成本限制

随着技术的演进,业界希望在单通道上实现更快的传输速率,从而让整个网络传输更快,并且成本和功耗也能降低。因此,从25G到50G到100G是个必然的趋势。Credo已经实现了100G单通道的光模块。Credo宣布推出了HiWire产业联盟,以及有源电缆(AEC)。

2019年本来是400G产品的元年,也就是本来应该上量,但是整个市场受到延期,主要原因是业界没有很高效的传输手段来支撑这个市场的繁荣。”整个400G网络需要每个环节都有充足准备,比如对应的交换机和光模块产品等,这些都还没有准备好。”Brennan说。

按传输介质分类,线缆分为铜缆(无源)和光缆(有源)——光缆负责长距离通信,而10m以内的通信则使用铜缆(有成本优势)。在单通道10G的时代,无源铜缆(DAC)能够实现10m的通信距离。然而,随着速度越来越快,铜线材质决定了它的衰减会越来越大,因此,当单通道速率达到25G时,铜缆就只能传到5m左右的范围——如果想要超过5m,就只能买有源光缆(AOC)使用。

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到了50G的节点以后,铜缆就会变得越来越困难。IEEE协会对此有所讨论,认为在这个节点,传输距离就只有2.5m左右了,因此需要使用光缆连接。目前8×50G的400G AOC方案,其成本在1000美金以上。因此,大型的数据中心不太可能全部使用AOC光缆,因为其成本太高。这样就必须有新的产品出现,来解决成本和使用距离上的矛盾。因此,Credo开发了有源电缆(AEC)。

下面这根电缆就是5m的400G AEC(可以做到3到7m,覆盖10m以内很大的区域),两头分别是8×50G的Serdes。AEC具有AOC的全部优点,并且成本更低、功耗更小、重量更低、受温度影响更小、可以弯折、更加稳定。

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那么这是怎么实现的呢?当EDN问到这个问题时,Brennan解释说:“我们本身是家芯片公司。但是当我们开发出芯片后,我们发现传统的无源铜线生产商没有能力将芯片和铜线集成在一起。所以我们自己往前走,找人做线,我们自己做系统板、做软件、做测试平台,最终完成了整条生产线。”

下面这根电缆就更为独特了。它不仅实现了中传,甚至完成了编码/协议的改变——一头是一个8×50G(400G)的接口,另一头是4个4×25G(100G)的接口。因此,一根电缆就能把上一代的系统和这一代的系统相连,目前全世界还没有同类产品。

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Credo将这种有源电缆起名为HiWire,Hi是说它能够达到很高的速率,以及很好的信号完整性(低误码率)、高性能(低功耗)、高质量和高可靠性。由于是铜缆而不是光,因此还可承受更高的工作温度。此外还有很好的灵活性,可以把400G变100G,400G变400G,以及其他协议转换。由于是铜线,它还不会受到产能的影响,可以迅速上量。最后是很高的价值。

在400G时代,DAC受制于线材,只能传3m以下,这时候可以选用AEC或多模AOC。到了800G(每通道100G),DAC已完全不可用(IEEE已验证),而多模AOC也会遇到问题——多模光纤无法承受这么高的速度。因此,到这个时代,最有可能实现的是AEC加上单模光模块——传统光模块将会非常贵,要好几千美金。

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在使用性上,AEC和AOC比较相近——它们都内置了有源芯片,比较智能,因此使用方法接近。DAC则只是一根铜线,无法比拟。AEC和AOC可以做信号处理,从而实现信号的完整接收,因此对外部情况不敏感——DAC则没有信号处理能力。

到800G时代,AEC的功耗将只有单模光模块的1/3(多模不再适用,单模则功耗巨大),因此其功耗优势在下一代网络会更加突出。

DAC虽然便宜,但是没法用。AOC会贵很多,因为有很多元件在里面。而AEC的成本优势则将会一直存在——这是与光相比的一个天然优势。

HiWire全球产业联盟成立:现已有25个初始成员

另外,Credo宣布成立HiWire有源电缆(AEC)全球产业联盟,希望有更多公司加入进来,形成一个标准,让更多的产品能够互联互通。Credo也会一步一步走,首先推出即插即用的电缆,然后制定HiWire AEC标准,再下一步是制定测试规范(并为通过测试的颁发HiWire标识),最终拥有HiWire标识的厂商就可以进行互联互通测试,包括线缆接入和系统。最后希望把HiWire打造成可信可靠的技术可用互联方案的代名词。

在产品开发的过程中,Credo已和行业内的设计公司、测试公司、线缆生产公司,仪器设计公司以及终端用户形成了良好的互动,因此这个全球产业联盟有25个初始成员。

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赵明灿
赵明灿是EDN China的产业分析师/技术编辑。他在电子行业拥有10多年的从业经验。在加入ASPENCORE之前,他曾在电源和智能电表等领域担任过4年的工程师。
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