Laut SDxCentral ist das Interesse an einer Technologie namens Co-Packaged Optics (CPO) in den letzten Jahren gewachsen. Berichten zufolge bietet diese Technologie eine höhere Leistung als herkömmliche steckbare Systeme und spart gleichzeitig Kosten.
Obwohl erwartet wird, dass die ersten Co-Packaged Optical Switches später in diesem Jahr auf den Markt kommen und Chiphersteller Milliarden von Dollar investieren, um die Silizium-Photonik voranzutreiben, gehen wir nicht davon aus, dass sie bald wettbewerbsfähig sein werden, so Kevin Deierling, Senior Vice President Networking bei Nvidia Corp.
Laut Kevin Deierling ist es den Ingenieuren erstaunlich gelungen, die Kommerzialisierung von CPOs auf unbestimmte Zeit hinauszuzögern. „Ich glaube, das erste Mal, dass ich von CPO hörte, war, als wir dort ankamen 25Gb / s Pro Verbindung mussten wir Onboard-Optiken verwenden, dann 50 Gbit/s und dann 112 Gbit/s.“
Kürzlich stellte das Team von Kevin Deierling eine 51.2-Tbit/s-Switch-Plattform vor, die eine 1U- oder 2U-Grundfläche hat, einen 112-Gbit/s-Serialisierer/Deserialisierer verwendet und bis zu 64 800-Gbit/s-Ports oder 128 bietet 400Gb / s Häfen
„Irgendwie sorgen all die verschiedenen Disziplinen weiterhin dafür, dass das traditionelle Schema funktioniert.“ Kevin Deierling glaubt nicht, dass sich daran etwas ändern wird, zumindest nicht in naher Zukunft. „Mit Chip-Verbindungen können wir eine Menge wirklich interessanter technischer Arbeiten durchführen, ohne auf esoterische Onboard-Optik zurückgreifen zu müssen.“
Mitverpackter optischer Schalter
CPO liegt immer noch im Trend
Dennoch sagt Kevin Deierling nicht, dass CPO keine Zukunft hat. Irgendwann werden die Ingenieure einen Punkt erreichen, an dem Bordoptiken nicht mehr vermieden werden können, sagte er. „Die Frage ist, wann sie diesen Punkt erreichen werden. Ehrlich gesagt sehen wir kurzfristig weder einen Zeitpunkt noch einen Grund für den Ersatz herkömmlicher Schaltersysteme.“
Das Hauptproblem, das CPO anzugehen verspricht, ist nicht die Portleistung, sondern der Stromverbrauch, die Kühlung und damit auch die Portdichte. Analyst Sameh Boujelbene von der Dell'Oro Group sagte gegenüber SDxCentral: „Das Problem, das wir mit der CPO-Technologie zu lösen versuchen, ist der Stromverbrauch und die Dichte, also die Frage, wie viele steckbare Geräte man an ein Schaltfeld anschließen kann, und der Stromverbrauch.“ ”
Laut Sameh Boujelbene gebe es derzeit keine geschäftlichen Argumente für CPO, und optische Kupfergeräte hätten immer noch hohe Leistungsumfänge und Wärmeableitungsraten.
Sameh Boujelbene sagte außerdem: „Es ist noch zu früh für eine CPO-Lösung, die in den nächsten Jahren in großem Maßstab eingesetzt und in Massenproduktion hergestellt werden kann.“ Es ist unwahrscheinlich, dass 51.2-Tbit/s-Switches und selbst 102.4-Tbit/s-Switches der nächsten Generation die Anbieter dazu veranlassen, auf Onboard-Optiken umzusteigen.“
„Um sinnvoll zu sein, muss die CPO-Technologie zu einer erheblichen Reduzierung des Stromverbrauchs führen“, sagte sie und fügte hinzu, dass viele in der Branche glauben, dass sie in der Lage sein werden, steckbare Optiken mit bis zu 3.2 Tbit/s pro Port bereitzustellen, ohne dass ein CPO-Ansatz erforderlich ist . Auch Kevin Deierling wies darauf hin: „Lange Zeit ließen sich die meisten Diskussionen in der Branche über die Praktikabilität von CPO auf die Kosteneffizienz, Leistungsfähigkeit und Massenproduktion von CPO zurückführen.“
Die CPO-Technologie stellt weiterhin Herausforderungen dar
Darüber hinaus, so Kevin Deierling, sei das Problem der CPO-Technologie nicht nur ein wirtschaftliches. Diese Technologie ist sehr komplex, und obwohl sie viele vorteilhafte Funktionen „verspricht“, ist die CPO-Technologie nicht ohne Herausforderungen.
Laut Kevin Deierling gehören optische Module zu den Komponenten mit einer relativ hohen Ausfallrate in Schaltersystemen. „Wenn heute ein optisches Modul ausfällt, fällt nur ein Port am Switch aus, und die Wiederherstellung des Normalzustands ist so einfach wie der Austausch des Moduls. Wenn man integrierte Optiken verwendet, können schlimme Dinge passieren, je nachdem, was der Fehlermechanismus ist.“ Da das optische Modul direkt in den Switch integriert ist, kann ein Fehler zum Ausfall mehrerer Ports führen, wodurch der gesamte Switch unterbrochen werden kann.
Chiphersteller investieren stark in CPO
Diese Herausforderungen haben Chiphersteller nicht davon abgehalten, Milliarden von Dollar in CPO und Siliziumphotonik zu investieren. Intel Labs kündigte Ende letzten Jahres die Einrichtung eines neuen Forschungszentrums an, um durch den Ersatz von Elektrizität durch Licht schnellere und effizientere Computerschnittstellen voranzutreiben. Gleichzeitig erwarb Marvell den US-Chiphersteller Inphi im Wert von 10 Milliarden US-Dollar.
Inphi konzentriert sich auf optoelektronische Verbindungen und seine Produkte werden hauptsächlich in Cloud-Rechenzentren eingesetzt. Die Produkte des Unternehmens können einen Durchsatz von bis zu 800 Gbit/s bieten. Anfang 2021 arbeitete Inphi mit dem Netzwerkgiganten Cisco zusammen, um einen 51.2 Tbit/s CPO-Switch zu entwickeln, der voraussichtlich Anfang 2024 auf den Markt kommen wird.
Einige Wochen später veröffentlichte Broadcom seinen ersten CPO-Switch, der einen 25.6 Tbit/s ASIC des Tomahawk 4-Switches mit einer integrierten optischen Verbindung kombiniert. Der Switch mit dem Namen Humboldt soll 2022 auf den Markt kommen, ein 51.2-Tbit/s-Switch soll 2023 auf den Markt kommen. Warum also so viel in eine Technologie investieren, die kurzfristig wahrscheinlich nicht wettbewerbsfähig sein wird? Der Grund, warum es so viele Diskussionen über die CPO-Technologie gibt, ist, dass die Lernkurve sehr steil ist“, sagte Sameh Boujelbene. „Es gibt viele Probleme zu lösen … und wir wissen, dass wir irgendwann CPO einführen müssen.“ ”