Persyaratan konsumsi daya modul optik pusat data
Dec 13, 2025|
Biayamodul optiksebenarnya bukan faktor pendorong terbesar di balik pilihan teknologi pusat data. Faktor pertama adalah konsumsi daya, kedua adalah kepadatan bandwidth, dan ketiga adalah biaya.
Saat ini, ketika membangun pusat data, perusahaan praktis berusaha mengakuisisi pembangkit listrik. Konsumsi energi pusat data sering digambarkan sebagai berikut: konsumsi energi tersebut sudah mencapai xx% dari konsumsi energi global, dan ini merupakan angka yang sangat mengerikan.
Pada tahun 2018, sebuah organisasi khusus didirikan untuk mempromosikan pengurangan konsumsi energi pusat data. Bandwidth switch meningkat dua kali lipat setiap tiga tahun. Dengan peningkatan eksponensial dalam bandwidth switch pusat data, konsumsi energi akan semakin mengkhawatirkan, sehingga pengurangan energi menjadi tren utama.
Saya membandingkan konsumsi daya modul optik dengan konsumsi dayamengalihkandengan menggunakan rasio konversi.
Saat ini, 12.8T switch, menggunakanModul optik 400G, memiliki konsumsi daya minimum 8 pJ/bit.
Tahukah kita apa tujuan yang diharapkan dari pusat data?
Target konsumsi energi adalah 1 pJ/bit, dan target biaya adalah $0,1/G. Kedua angka ini sangat menantang.
Masih ingat target dua tahun lalu? 1G seharga $1 mengejutkan banyak orang, dan meskipun tampaknya sudah terjadi seumur hidup, hal ini telah tercapai. Rantai industri sudah berjuang untuk mengatasi-harga terendah saat iniModul 100G, lalu bagaimana cara bertahan ketika harga turun menjadi $1 untuk 10G? Target konsumsi energi sebesar 1 pJ/bit berarti konversi optik-ke-listrik 400G hanya dapat mengonsumsi 0,4W. Dari perspektif modul optik yang ada, hal ini bahkan lebih sulit dicapai dibandingkan target biaya.
Oleh karena itu, berbagai-laser berdaya rendah dan-chip elektronik berdaya rendah telah dikembangkan. Berbagai-metode pengemasan berdaya rendah juga telah muncul.
Sakelar paket ko-optoelektronik IBM memiliki konsumsi energi sebesar 4 pJ/bit, menggunakan VCSEL dan PD 16-array, dengan 56 Gb/s per saluran.
| Parameter | Nilai |
|---|---|
| Jumlah Saluran | 16 |
| Kecepatan | 56 Gb/dtk |
| Format | tidak |
| Antarmuka Listrik | XSR |
| Koneksi Optik | 30 m @ OM4 |
| Konsumsi Daya | 4 pJ/bit |
| Ukuran | 13 mm × 13 mm × 4 mm |
Tentu saja, ada juga gagasan utama yang selalu ingin saya wujudkan: mengapa kita harus menggunakan chip yang dialihkan secara elektrik? Arti "pertukaran" hanya mengacu pada kemampuan untuk berpindah saluran antara dua port I0 mana pun.
Dahulu kala, saluran transmisi sinyal berupa kabel, dan peralihan dilakukan menggunakan rangkaian peralihan di dalam chip listrik.
A
Belakangan, karena keterbatasan bandwidth dan keterbatasan jarak transmisi kabel, serat optik diperkenalkan untuk transmisi. Hal ini menyebabkan berkembangnya komponen IO yang luar biasa, transceiver, yang mengubah sinyal optik menjadi sinyal listrik dan sebaliknya. Pemrosesan sinyal ditangani oleh chip listrik, sedangkan transmisi sinyal dilakukan melalui serat optik.
B
Mengapa tidak menghilangkan langkah konversi fotolistrik pada transceiver dan menggunakan peralihan optik? Itu akan jauh lebih baik.
Sebelumnya, saluran peralihan optik jumlahnya sedikit, memiliki kerugian yang tinggi, dan berukuran besar, sehingga sangat sulit untuk mengganti chip listrik sepenuhnya dengan saluran tersebut. Namun, kini sakelar optik terintegrasi memiliki jumlah saluran yang semakin banyak, ukurannya menjadi lebih kecil, dan menawarkan kontrol cahaya yang semakin presisi.
Di tahun-tahun mendatang, kita akan melihat tren di mana faktor bentuk modul optik pusat data menjadi kurang jelas, dengan lebih banyak fungsi yang terintegrasi dan dikemas dekat dengan chip switching. Mungkin dalam-waktu yang tidak terlalu-terlalu lama lagi, bahkan fungsi transceiver untuk konversi fotolistrik tidak lagi diperlukan. Hal ini akan menghasilkan pengurangan konsumsi daya dan biaya secara signifikan.