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光学开关可能是在数据中心扩展摩尔法的答案

2020年6月24日经过杰克赫兹

伦敦大学(UCL)和微软已经发现了一种称为“时钟相位缓存”的新技术,可以在将来为全光数据中心铺平道路。

如今,云服务的广泛采用正在推动数据中心的大规模增长,并需要巨大的带宽。随着数据中心越来越大,越来越多的数据需要在服务器之间移动,互联可伸缩性已被确定为数据中心增长的瓶颈

这种瓶颈的部分原因是电气开关技术预计将碰壁根据Microsoft研究团队的说法,在两代(> 25.6 Tbps)中,由于无法增加BGA封装上的引脚密度。除此之外,常规摩尔定律的迫在眉睫的终结威胁着电子开关的可行性。

赫利俄斯:光交换网络的一个当代提议

Helios:光学交换网络的当代建议。使用的图像礼貌William M. Mellette等。AL.

作为响应,并受电信领域的启发(思维光纤),研究界一直在研究光学开关作为解决方案。

为什么光开关?

从理论上讲,全光数据中心网络希望使用光到两个发送和路由服务器之间的所有数据。这与传统的电子网络不同,该网络使用电信号来传输数据和电源开关来路由数据。

数据中心功耗的示例细分

数据中心功耗的示例细分。使用的图像礼貌荣慧贵等

与电气开关相比,光开关提供现代应用所需的高带宽,同时也显着更高的节能。功耗较低,光网络还需要更少的冷却资源。在某些情况下,这是一种巨大的额外好处,可以在某些情况下占用数据中心的功耗和重要区域的40%

光学切换的限制

从表面上看,光开关似乎是电子开关的一个很好的替代品。然而,也有一些明显的限制。这些明显的限制之一是,为了正确执行,每个服务器都需要根据传入的数据不断调整其时钟时间。这种时钟和数据恢复时间通常需要微秒,这完全消除了纳秒光开关的好处。

UCL和微软的突破

最近,伦敦大学学院(UCL)和微软(Microsoft)进行了合作宣布他们索赔的技术的新闻完全解决了这个问题。这项新技术,他们称之为“时钟相位缓存,将时钟恢复时间从毫秒降低到625皮秒以下。

该技术通过通过光纤通过光纤同步所有连接服务器的时钟,以及与时钟相位值的编程内存硬件。将此存储器存储在特殊的缓存(因此时钟阶段缓存)中否定需要重新检查时钟时间。因此,实际上消除了“恢复”时钟的时间。

显示从时钟相位缓存最坏情况吞吐量开销中的好处的图表

图表显示了时钟阶段缓存在最坏情况下吞吐量开销的好处。使用的图像礼貌卡莉·a·克拉克等

牵头研究员Kari Clark说:“我们的研究......有可能改变云层中电脑之间的沟通,使得关键的未来技术,如事物和人工智能更便宜,更快,消耗更少的力量。”

数据中心的下一步是什么?

到目前为止,由于摩尔网络的网络法则,数据中心已经能够快速增长。在视线结束时,研究人员正在积极寻找新的解决方案。有了这个消息,很明显,我们正朝着正确的方向发展。虽然仍有障碍才能克服,但该公告代表了创建全光学数据中心的一些重大进展。


如果您熟悉基于电开关的数据中心,您认为光开关有哪些优点或缺点?请在下面的评论中分享你的想法。