Tendenze Emergenti nello Sviluppo di Ethernet 800G

Dagli anni '70 Ethernet ha reagito in modo flessibile alla crescente esigenza di tecnologie più veloci, dimostrando la sua importanza rivoluzionaria nel nostro panorama globale interconnesso. L'introduzione di 800G Ethernet si aggiunge a questo percorso, rispondendo all'esigenza di gestire e trasmettere efficacemente applicazioni ad alte prestazioni. Di conseguenza, vale la pena analizzare le future tendenze di sviluppo di 800G Ethernet.

Domanda di Ethernet 800G

Negli ultimi 12 anni, gli switch si sono evoluti continuamente: la capacità di elaborazione è aumentata da 640G a 102,4T, mentre il numero di canali negli switch è passato da 64 a 512. Velocità Ethernet da 10G a 100G, e anche superiori, possono ora essere gestite da un singolo canale. Nel frattempo, come mostrato nell'immagine sottostante, le connessioni pluggable sono passate da QSFP+ a QSFPDD800/OSFP. Il termine 800G Ethernet si riferisce alla più recente generazione di switch 51.2T, che fungono da tecnologia di base per i moduli collegabili 800G che li abilitano. La sua notevole flessibilità, la negoziazione della velocità, la retrocompatibilità e la versatilità nell'utilizzo di vari supporti ne confermano lo status di scelta privilegiata per la tecnologia di rete.

Contemporaneamente, la crescente domanda, come illustrato nella figura seguente di IEEE802, è alimentata da una moltitudine di applicazioni incentrate sui dati. La crescente diffusione dell'Internet delle cose (IoT), del cloud storage, della realtà virtuale/aumentata, dello streaming video e degli strumenti di collaborazione online indica un aumento sostanziale dei volumi di dati. Questa maggiore richiesta si allinea con l'evoluzione del panorama, rendendo necessarie soluzioni avanzate come i chip Ethernet 800G con DAC/AOC.

Inoltre, l'aspettativa di un'impennata significativa della domanda di Ethernet 800G è confermata da moduli 800G di nuova generazione, che si prevede di raddoppiare l'ampiezza di banda per ogni porta. Le statistiche presentate al Summit OCP (Open Compute Project) del 2022, come illustrato di seguito, suggeriscono che i dispositivi collegabili 800G supereranno le loro controparti 400G entro il 2025. Grazie al raddoppio del numero di canali, i data center possono supportare senza problemi l'Ethernet 800G senza una revisione completa delle configurazioni delle porte, facilitando una transizione più agevole e sottolineando la crescente domanda di funzionalità di rete avanzate.

L'Implementazione di Ethernet 800G

Infrastruttura Ethernet 800G

L'implementazione di 800G Ethernet si basa su 8 canali, ognuno dei quali opera a una velocità di 100Gb/s. Questa architettura 800G introduce un nuovo Media Access Control (MAC) e un Physical Coding Sublayer (PCS), riutilizzando due serie di logiche 400G Ethernet esistenti per distribuire i dati su otto canali fisici da 106,25 Gbps. Utilizzando la logica PCS di 400G Ethernet, viene mantenuto il modulo di correzione degli errori in avanti, garantendo la compatibilità con le attuali specifiche del livello fisico.

Il diagramma seguente presenta uno schema di riferimento di un chip 800G, con un SerDes 100G a 8 canali, un PCS 800G, un MAC, una logica di test e interfacce applicative. Il successo dell'implementazione del chip dipende dalla robusta testabilità e dalle capacità di debug delle interfacce software applicative. 

Sfide dell'Implementazione di 800G Ethernet

Compatibilità con le Versioni Precedenti, Basso Tasso di Errore e Bassa Latenza

Da un lato, garantire la retrocompatibilità con 200G/400G Ethernet pone numerose sfide ai domini logici e fisici delle reti 800G Ethernet. Dall'altro lato, ottenere un clock e un data recovery (CDR) più veloci, percorsi paralleli e requisiti di segnalazione complessi, rispettando al contempo i criteri di latenza e consumo energetico minimi, è un compito estremamente complesso.

Tecniche di Cablaggio Avanzato per le Prestazioni del Sistema

La progettazione dell'implementazione di 800G Ethernet mira a fungere da interfaccia di rete per le prossime reti di data center e per altre interfacce di rete della prossima generazione. Per far fronte alle crescenti richieste di larghezza di banda di CPU, bus e storage, i server rack o blade devono fornire un throughput totale di 800Gb/s dalle schede di interfaccia di rete (NIC). Ciò richiede il raggiungimento di una velocità di 100G per canale per i SerDes di Switch Silicon, che richiede l'applicazione di tecniche di cablaggio avanzate. Indubbiamente, questo richiede idee innovative per affrontare queste sfide.

Scalare Internet per il Futuro con la Soluzione Ethernet 800G di FS

Sfide Comuni Incontrate

L'espansione del panorama aziendale e l'aumento dei requisiti di elaborazione dei dati pongono sfide significative ai data center. La necessità di creare nuovi data center 800G o di aggiornare quelli esistenti comporta problemi quali:

• 1. Limiti di larghezza di banda, incapaci di soddisfare la rapida espansione del mercato dei data center.

• 2. Il consumo di energia aumenta, influenzando la dissipazione del calore e l'affidabilità.

• 3. Impiego poco flessibile, con conseguente costruzione ridondante.

In che modo FS affronta queste sfide con la soluzione Ethernet 800G?

Fortunatamente, la soluzione Ethernet FS 800G è dotata di vantaggi quali l'alta densità, il basso consumo energetico e la flessibilità di implementazione, che permettono di risolvere efficacemente questi problemi. Nonostante queste difficoltà, esistono diversi metodi chiave per questa soluzione:

• 1. Distribuzione di moduli QSFP-DD/OSFP, come QDD-DR8-800G e QDD-SR8-800G, in una configurazione ad alta densità aumenta la capacità di trasmissione, fornendo così una maggiore velocità di banda.

• 2. L'uso di chip DSP integrati in moduli QSFP-DD/OSFP correlati consente di ridurre il consumo energetico e di migliorare le capacità di integrazione.

• 3. L'offerta di diversi schemi di breakout o di connessione diretta offre maggiore abbondanza, flessibilità e convenienza per una transizione senza soluzione di continuità durante le future implementazioni di aggiornamento.

Tendenze di Sviluppo Futuro di 800G Ethernet

In sintesi, l'introduzione di 800G Ethernet mira a soddisfare le esigenze dei moderni data center. L'implementazione di 800G, organizzata in otto canali, introduce elementi innovativi pur utilizzando la logica 400G esistente. Le sfide includono il raggiungimento di velocità più elevate e la gestione delle complessità di segnalazione. L'800G Ethernet è strategicamente posizionato come soluzione essenziale per le prossime esigenze di rete.