Transceivers SFP tar-ram 10G jeħtieġu inqas enerġija

 

 

 

L-evoluzzjoni taċ-ċippa ħadd ma jitkellem dwarha

 

Skjerajt mijiet ta' dawn il-moduli mill-2018, u d-differenza fit-teħid tal-enerġija mhix biss titjib tal-folja tal-ispeċifikazzjonijiet-litteralment tista' tħossha. L-ewwel-moduli tal-gen li installajt f'faċilità ta' colocation tant sħan li t-tim tal-operazzjonijiet ilmenta dwar spikes tat-temperatura ambjentali fil-passaġġ kiesaħ. Ma stajniex timla l-portijiet SFP+ li jmissu magħhom. Perjodu.

Il-punt ta 'bidla wasal bir-rilaxx BCM84891 ta' Broadcom. Dik iċ-ċippa niżlet il-konsum tal-enerġija għal bejn wieħed u ieħor 1.6W f'30 metru u 2.0W meta timbotta ġirjiet ta '80-metru. Għat-tqabbil, l-antik Marvell 88X3310 (varjant mhux P) għadu joqgħod madwar 3.3W tipiku. Il-Marvell 88X3310P l-aktar ġdid niżel dan b'mod konsiderevoli, għalkemm id-disponibbiltà kienet immarkata matul il-biċċa l-kbira tal-2023.

Dak li huwa importanti hawnhekk mhix biss il-figura tal-wattage fuq datasheet. Kull watt ikkunsmat minn 10g ramtransceiver sfpjittraduċi għal madwar żewġ watts addizzjonali ta 'tagħbija ta' tkessiħ. Immultiplika dak fuq 48-port ToR switches, imbagħad skala fuq mijiet ta 'xtillieri-id-differenza OPEX issir sostanzjali.

 

Skjerament fid-dinja reali-: meta l-matematika tkisser

 

Hawn fejn nammetti xi ħaġa li d-dokumentazzjoni tal-bejjiegħ mhux se tgħidlek. Anke b'moduli sub-2.5W, xorta ma tistax timla għal kollox kull port SFP + b'transceivers tar-ram fuq il-biċċa l-kbira tal-iswiċċijiet kummerċjali. Il-baġit termali sempliċement ma jippermettix dan. Rajt swiċċijiet tas-serje Cisco Nexus 9000 fejn l-appoġġ tekniku jirrakkomanda b'mod espliċitu li jitħallew lakuni bejn il-portijiet popolati. Id-dokumentazzjoni ta' Arista għal ċerti mudelli 7050 tissuġġerixxi restrizzjonijiet simili.

Il-konformità IEEE 802.3az Energy Efficient Ethernet tgħin xi ftit. Dawn il-moduli throttle power matul perjodi ta' inattività, li b'mod realistiku jkopri forsi 60-70% tal-ħin operattiv ta' netwerk ta' intrapriża tipiku. Iżda xenarji tat-traffiku tal-fqigħ-twieqi ta' backup, migrazzjonijiet ta' VM, impjiegi ta' replikazzjoni tal-ħażna - dawk għadhom jimbuttaw il-moduli għal disinn sħiħ.

 

 

Latency: il-kummerċ moħbi-off

 

L-effiċjenza tal-enerġija waslet bi spiża, u hija waħda li rarament tidher fid-deċiżjonijiet tax-xiri. It-transceiver sfp tar-ram ta '10g jintroduċi madwar 2.6μs ta' latency għal kull hop minħabba overhead ta 'kodifikazzjoni IEEE 802.3an. Moduli ottiċi SFP + f'850nm? Madwar 0.1μs. Anke l-kejbils passivi tat-twinax DAC jingħaqdu f'0.3μs.

Għall-biċċa l-kbira tal-piżijiet tax-xogħol tal-intrapriżi, ħadd ma jimpurtah. Imma jien ikkonsultajt għal żewġ ditti tal-kummerċ ta'-frekwenza għolja fejn il-latency akkumulat fuq tlieta jew erba' 10GBASE-T hops għamlu r-ram assolutament mhux-starter. Huma ġibdu kull modulu tar-ram wieħed fi żmien xahar mill-iskjerament.

Każ ta 'użu differenti, tweġiba differenti. Dik hija r-realtà mhux sexy tal-inġinerija tan-netwerk.

 

Paragun taċ-ċippa PHY: dak li fil-fatt imexxi l-ġibda tal-enerġija

 

Il-varjanza fil-konsum tal-enerġija bejn marki differenti ta 'transceiver sfp tar-ram ta' 10g tinżel kważi kompletament għall-għażla taċ-ċippa PHY u n-nodu tal-proċess. Tqassim ta' malajr ibbażat fuq l-ittestjar li għamilt u d-dejta tal-bejjiegħ li jiena nafda:

Broadcom BCM84891L jaħdem bl-aktar mod frisk-tipikament 1.5W f'30m, jiżdied għal ġirjiet itwal. Il-kompromess-huwa distanza massima ta' 30m fuq reviżjonijiet preċedenti tal-firmware, għalkemm issa jeżistu verżjonijiet kapaċi ta' 80m-. Marvell AQR113C jolqot madwar 2.0-2.5W iżda joffri kompatibilità aħjar fuq firxa usa 'ta' apparat ospitanti. Il-Realtek RTL8261BE anzjani tiltaqa 'x'imkien bejniethom, għalkemm rajt inqas moduli li jużaw dak iċ-chipset fis-suq tal-Amerika ta' Fuq.

In-nodu tal-proċess huwa importanti ħafna. Il-qabża minn disinji PHY 40nm għal 28nm naqas il-konsum tal-enerġija b'madwar 40%. L-aħħar disinji ta 'Marvell f'16nm jimbuttaw dan aktar, għalkemm moduli li jużaw dawn iċ-ċipep jikkmandaw primjums tal-prezz sinifikanti.

 

Kwalità u distanza tal-kejbil: il-bejjiegħa tal-varjabbli jissottovalutaw

 

Il-konsum tal-enerġija tal-modulu mhuwiex statiku-jiskala bit-tul tal-kejbil u l-kwalità tal-kejbil. Transceiver sfp tar-ram ta '10g konness fuq 10 metri ta' kejbil protett Cat7 premium se jiġbdu inqas qawwa miżurabbli mill-istess modulu konness permezz ta '25 metru ta' Cat6a medjokri.

Iċ-ċippa PHY taħdem aktar biex iżżomm l-integrità tas-sinjal fuq ġirjiet itwal u kejbils aktar storbjużi. L-algoritmi tal-korrezzjoni tal-iżbalji jikkunsmaw ċikli tal-ipproċessar. Iċ-ċikli tal-ipproċessar jikkonsmaw l-enerġija. Relazzjoni sempliċi, iżda waħda li t-timijiet tal-akkwist jinjoraw b'mod konsistenti meta jispeċifikaw il-kejbils flimkien max-xiri tat-transceiver.

Stajt imkejjel differenzi ta '0.3W sa 0.4W bejn moduli identiċi bbażati purament fuq għażliet ta' kejbils. Ma tidhirx ħafna sakemm tkun qed timla 500 port madwar skjerament.

 

Firxiet tat-temperatura u varjanti industrijali

 

Firxi operattivi standard ta' 10GBASE-T moduli kummerċjali ta' 0 grad sa 70 grad . Varjanti industrijali jimbuttaw dan għal -40 grad sa 85 grad , li huwa importanti għal barrakki tat-telekomunikazzjoni, kompartimenti ta 'barra, u skjeramenti tal-art tal-manifattura. Il-moduli industrijali jiswew aktar-tipikament 30-40% premium-u l-profil tal-konsum tal-enerġija jibqa' komparabbli.

Dak li jibdel huwa l-imġiba tal-istartjar. Xenarji ta' bidu kiesaħ-f'temperaturi baxxi estremi jistgħu jikkawżaw żidiet temporanji fil-qawwa hekk kif iċ-ċippa PHY tistabbilizza. Il-biċċa l-kbira tal-moduli moderni jinkludu firmware ta 'ġestjoni termali li jimmaniġġjaw dan b'mod grazzjuż, iżda stokk industrijali anzjani jista' juri link flapping waqt warmup inizjali f'ambjenti kesħin.

 

 

Negozjati b'ħafna-rata awto-u implikazzjonijiet ta' qawwa

 

Il-moduli moderni tat-transceiver sfp tar-ram ta '10g jappoġġjaw operazzjoni b'ħafna-rata-10G/5G/2.5G/1G awto-negozjar fuq konnessjoni RJ45 waħda. L-istandard IEEE 802.3bz ikkodifika l-veloċitajiet intermedji, u l-biċċa l-kbira tal--moduli tal-ġeni attwali jikkonformaw. Hawn x'inhu importanti mill-perspettiva tal-enerġija: li tinżel għal 2.5GBASE-T jew NBASE-T inaqqas it-teħid tal-enerġija b'madwar 15-20% meta mqabbel mal-operat sħiħ ta' 10GBASE-T.

Xi skjeramenti intenzjonalment jisfruttaw dan. Amministratur tal-ħażna li ħdimt magħha s-sena l-oħra kkonfigurat il-links NAS tagħha f'5G aktar milli f'10G-ir-rekwiżiti attwali ta' throughput qatt ma qabżu l-4Gbps sostnuti, u l-iffrankar tal-enerġija fuq 24 modulu ammonta għal madwar 8W totali. Mhux trasformattiv, iżda sinifikanti għal faċilità żgħira b'kapaċità ristretta tal-PDU.

Il-monitoraġġ tad-dijanjosi diġitali SFF-8472 mibni f'moduli konformi jippermettilek issegwi t-teħid tal-enerġija f'ħin reali flimkien mat-temperatura u l-kwalità tas-sinjal. Ta 'min abilita' fuq kwalunkwe swiċċ li jappoġġjaha.

 

L-outlier 1.1W: SWaP-applikazzjonijiet ristretti

 

Manifattur wieħed-BotBlox-jistqarr modulu SFP 1.1W 10GBASE-T iddisinjat speċifikament għal drones, robotika, u applikazzjonijiet taħt il-baħar. Ir-restrizzjonijiet ta' Daqs, Piż u Qawwa (SWaP) f'dawn l-ambjenti jagħmlu l-moduli standard ta' 2.5W imprattikabbli. Jien ma ttestjajtx personalment dawn l-unitajiet, għalhekk ma nistax niggarantixxi għall-prestazzjoni fid-dinja reali-, iżda l-approċċ jagħmel sens: iddisinja mill-ġdid iċ-ċirkwiti interni għal kollox aktar milli nistenna li l-proċess taċ-ċippa li jmiss jiċkien.

Dawn mhux se jissostitwixxu l-iskjeramenti tad-datacenter. Iżda juru li l-art ta' 2-2.5W mhix limitu fundamentali tal-fiżika - hija punt ta' ottimizzazzjoni ekonomika għas-swieq mainstream.

 

Meta ram għadu jitlef

 

Minkejja titjib fl-enerġija, it-transceiver sfp tar-ram ta '10g jibqa' mhux xieraq għal diversi xenarji. L-applikazzjonijiet ta' riser vertikali fil-bini-ir-restrizzjonijiet tat-tul tal-kejbil u l-kunsiderazzjonijiet tal-EMI jiffavorixxu l-fibra. Links tas-sinsla tal-kampus lil hinn minn 100 metru-ovvjament territorju tal-fibra. Kwalunkwe skjerament li jeħtieġ latency taħt 1μs għal kull hop.

Il-moduli wkoll qatt ma kisbu parità fil-prezz mal-ottika 10G-SR. Transceiver ta' kwalità 10GBASE-T jaħdem bejn wieħed u ieħor 6-8x l-ispiża ta' moduli SFP+ ekwivalenti ta' 850nm. L-ekwazzjoni tal-ispiża tagħmel sens biss meta l-infrastruttura Cat6a/Cat7 eżistenti tagħmel tajjeb għall-primjum għal kull port, jew meta l-konnettività tal-endpoint RJ45 tmexxi r-rekwiżit.

 

 

Direzzjoni futura: 25GBASE-T u skalar tal-qawwa

 

L-industrija qed timbotta lejn 25GBASE-T, u indikazzjonijiet bikrija jissuġġerixxu li l-konsum tal-enerġija se jinżel xi mkien bejn 3W u 5W għall-moduli tal-ewwel-ġenerazzjoni. L-istorja tissuġġerixxi li ċ-ċifra tinżel sostanzjalment fi żmien 3-4 snin hekk kif id-disinji taċ-ċippa jimmaturaw.

Għalissa, 10GBASE-T b'sub-2.5W jirrappreżenta effiċjenza tal-enerġija prattika-suffiċjenti għal skjeramenti ta' densità moderata, kompatibilità wiesgħa mal-infrastruttura tal-kejbils eżistenti, u silikon matur biżżejjed li t-tfixkil fil-katina tal-provvista stabbilizza fil-biċċa l-kbira.

Il-moduli mhumiex perfetti. Huma qatt mhu se jkunu. Iżda t-titjib fl-effiċjenza tal-enerġija mill-2018 ċċaqlaqhom minn "soluzzjoni okkażjonali edge case" għal "għażla leġittima tal-ewwel-għażla" għal konnettività intra-rack u-rack adjaċenti f'ambjenti b'runs tar-ram stabbiliti.

Dik hija bidla sinifikanti, anke jekk id-diskussjonijiet tekniċi rari jiksbu l-attenzjoni li jixirqilhom.