A ascensão de 400G mudando o cenário do data center

Apr 29, 2023

Os operadores de data center e a cadeia de suprimentos de data center mantêm o curso em direção a 400G

Velocidades Ethernet mais altas, computação em nuvem, IoT e data centers virtuais aumentaram a aposta para os operadores de data centers. Os operadores de data centers de hiperescala estão impulsionando a adoção mais ampla de links 100G e tecnologias de módulos. Ao mesmo tempo, os fatores de forma 400G e os módulos ópticos estão à beira de um lançamento em grande escala programado para ocorrer progressivamente em 2019. Essa mudança na indústria de data centers marcará uma duplicação impressionante da densidade do comprovado QSFP28 (Quad Small Form Factor Pluggable 28G ) para até quadruplicar a largura de banda com menor consumo geral de energia para um módulo de 400 G do que para quatro módulos de 100 G.

Com o desenvolvimento de chips 56G PAM-4 ASIC (circuito integrado de aplicação específica) cada vez mais poderosos para switches de rede de empresas como Broadcom, Innovium, Nephos e Barefoot Networks, a demanda continua a crescer para interconexões e módulos ópticos de próxima geração.

Esses novos ASICs fornecem 12,8 Tbps de largura de banda, resultando em switches de próxima geração que podem fornecer 32 portas de 400 Gbps. Como alternativa, se a arquitetura de um data center exigir um radix mais alto, esses ASICs podem ser executados em um modo de caixa de engrenagens reversa, de modo que possam fornecer 128 portas de 100 Gbps. Ambos os OEMs tradicionais, como Cisco e Arista, e fabricantes de caixa branca, como Accton, QCT e Celestica, estão correndo para produzir esses switches de maior velocidade, com muitos já lançados no mercado. À medida que os switches 400G se tornam prontamente disponíveis, é fundamental que as interconexões ópticas e de cobre também sejam qualificadas e disponíveis para suportar a implantação real.

Que fatores estão impulsionando novas necessidades? Os requisitos de armazenamento do data center estão aumentando em mais de 50% ao ano, de acordo com a IDC, com informações digitais projetadas para aumentar para 40 zettabytes até 2020 e 163 zettabytes até 2025. Existem vários contribuintes importantes para esse crescimento, incluindo uma onda de transições para a nuvem armazenamento, sistemas abertos, computação de borda, aprendizado de máquina, aprendizado profundo e inteligência artificial.

A realidade virtual apenas começou a ganhar força em larga escala. E a realidade de veículos sem motorista se tornarem populares em um futuro previsível colocará tensões exponenciais nas infraestruturas de data center.

A obsolescência planejada é sempre um fato da vida para data centers de hiperescala que, em média, atualizam a arquitetura geral da rede a cada dois anos para acompanhar as demandas de largura de banda.

A cadeia de suprimentos do data center aumentou para criar soluções cada vez mais poderosas, eficientes em termos de energia e escalonáveis. Atualmente, as tecnologias 100G fornecem as conexões mais rápidas para links Ethernet. As implementações das tecnologias Ethernet 100G e 400G continuarão a aumentar nos próximos anos, com a última assumindo a liderança para se tornar a velocidade predominante em chips de switch e plataformas de rede.

O que vemos quando olhamos para frente? Uma impressionante variedade de soluções de infraestrutura de data center projetadas para atender aos requisitos de hiperescala em expansão para maior largura de banda e potência. As soluções de última geração que utilizam cobre e óptica oferecem alta integridade de sinal, menor latência e menor perda de inserção para máxima eficiência, velocidade e densidade.

Já existem cabos de cobre (DAC) capazes de atingir 400 G, enquanto transceptores ópticos que permitem conexões de switch de 400 G estão sendo rapidamente qualificados em preparação para o lançamento em grande escala. Atualmente em amostragem beta, os transceptores 100G Single Lambda e 400G chegarão ao mercado em breve. A rampa para 400G começará em meados do final de 2019, pois os primeiros usuários que exigem maior largura de banda implantarão esses produtos, mesmo antes que os custos da cadeia de suprimentos caiam e a erosão dos preços comece.

Muitos centros de dados continuarão a implantar transceptores 100G CWDM4 para links de maior alcance, enquanto a demanda por 100G PSM4 está desaparecendo rapidamente e os fornecedores estão saindo do mercado. Como os produtos transceptores 100G Single Lambda (100G-DR ou 100G-FR) se tornam disponíveis no início de 2019, eles devem canibalizar o mercado 100G CWDM4, pois há expectativas de preços mais baixos, além dos produtos lambda únicos serem capazes de interoperar diretamente com transceptores 400G em uma topologia breakout.