今年光博会,腾讯对数据中心未来技术的选择,有几个观点
他家给出的数据中心速率演进方向
先看结论
腾讯的叙事思路,
相比较400G可插拔模块,800G更有优势,这是基于112Gbps的Serdes速率而言的。
QSFP112,是四通道,每通道112Gbps速率,QSFP112-DD,DD是双倍密度,也就是八通道。
对QSFP112,四通道而言,工艺比较成熟,但未来的演进路线比较受限。
对QSFP112-DD,8x112G的800G模块而言,虽然8x光学封装,难度比较大,比如以前写过的
但是,800G的QSFP112-DD未来往1.6T热插拔路线也比较明确,通过复用更多的数量,能支持到25.6T、51.2T以及102.4T,生命周期比较长。
腾讯第二个观点,就是未来224Gbps的光器件中,EML更早实用化。
腾讯给出25、50、100、200G的硅光、EML、DML和VCSEL的状态分布图,
也给出了一些案例,下图左侧是博通的100G VCSEL演示,第二图上方,是Lumentum今年OFC的脊型波导100G DML,下方有两个图,这是Lumentum去年ECOC和今年ECOC的异质掩埋的RS和SR结构,第三是Finisar的DML,用了PPR效果,第四个是Lumentum OFC2021上的224G EML, 图不是很清楚,刚好以前我画过这些,下边用清楚的图来解释。
单波100G VCSEL,Broadcom有演示demo,产业链处于样品状态,速率受限,很难提升到224Gbps
DML,Lumentum有三种方案,二上在2021合集上册的460-462页做了解释,有源层为了用AlGaInAs,可靠性问题,才采用脊型波导设计,提高速率还采用了光栅的优化设计,降低光功率密度。
二下方是两个波导图,一个RS,一个SR,详细解释在Y7T259 Lumentum的112G SR-LBH型DML
也会更新到11月的激光器解析里。一个是异质掩埋,一个是亚微米的PN倒置的异质掩埋。
腾讯第三个举例的是Finisar用PPR来拓宽DML带宽的做法,具体设计写了很长篇幅,在合集2021的472-478页,有几十个图来解释有源层设计,光场限制,结电容的降低,PPR的拓宽等。
腾讯最右侧的图是Lumentum 224G EML,我们在八月份有7小时的OFCpaper解析,其中第328页就是这个图示。有很多降低电容,提高速率的方法,也住友、三菱等厂各有区别的设计。这些我都会更新在咱们11月的解析中去。
腾讯的观点,224G EML会更早实用化
腾讯的第三个观点,CPO没啥优势,热插拔会继续演进。
CPO,指的是交换机芯片和光引擎一起封装
光引擎如下图示
腾讯给了几个CPO挺难处理的观点,这几个观点我用Y7T274的图来做解释。
CPO,第一个难点,光纤太多,而且使用ELS外置激光器的话,需要用保偏光纤。
第二个难点,散热,光引擎和交换机芯片的功耗非常之大,Y7T287 信通院:高速光模块标准进展,给出了功耗的计算数字,可以参考一下,集中在一起,意味着散热是个问题,另外光电器件高温工作,寿命急剧降低,Y6T254 激光器激活能、寿命与工作温度关系
第三个难点是CPO组件,耦合成本高,生产工艺挑战大,返修难,不是一个低成本选择思路。
第四个,就是CPO推动了硅光集成的产业化,但是硅不发光,激光器内置则有可靠性问题,(在11月28号细聊),激光器外置则增加了光纤通道,并且,一个激光器对应多个调制器,一旦损坏,影响面比较大。
这几个难处,以及封装形态的需求,导致产业链格局变化。
腾讯接下来论述的是,数据中心内部,IM/DD与相干的选择问题
对IM/DD而言,色散导致传输距离受限,是个大问题,腾讯引用了Intel的观点和google的观点。
Intel的观点,是用100G的直调直检来破除200G的直调直检的色散受限的瓶颈,(其实这个观点并不支持腾讯的相干选择。)
谷歌的观点,和腾讯一致,用相干 下沉来突破IM/DD的距离受限
并且,Google、Cisco(Acacia)都论述了,IM/DD与相干方案的相同之处和区别。
腾讯第四个观点,是JDM更低成本。
JDM,相对于OEM而言的。OEM,是代工生产,JDM是客户与供应商共同开发模式。
OEM的流程,腾讯的图示,由于核心的芯片,比如激光器、DSP等,卖给模块厂家的价格不同,数量不同,导致模块厂家的竞价也不一样。
如果采用JDM方式,由客户,比如腾讯自己,华为等厂,统一和芯片商采购,然后由模块厂家生产,从这个链条里来,更具规模效果,成本更低。