400G光モジュール市場の見通しとスイッチ技術

2020年は100Gデータセンターイーサネット市場が本格化しており、大手光モジュールメーカーの主戦場となっています。 大手メーカーの100Gシリーズ製品の成熟化に伴い、出荷量は増加傾向にあります。 これらの製品は、従来の III-V ソリューションからシリコン フォトニクスにまで及びます。 100G の技術的限界を超え、主流になり、データセンターに対する強い需要の最初の選択肢になりました。 もはやハイエンドの光モジュールと同義ではありません。 技術は急速に進歩しており、400G 光モジュールは、超大規模データセンターの帯域幅需要の増大に対応することが期待されています。 400G 光モジュールは、帯域幅コストを効果的に削減できるソリューションとして広く認識されています。

CAICT China Institute of Information and Communication が発表した 2020 Data Center White Paper は、400G 光モジュールが 2022 年に大規模に展開されると予測しています。

1. 旺盛な需要 fまたは光モジュール in t市場

ODCC の統計によると、マイクロモジュール データセンターの展開は、300 年の 2013 ユニットから 4,500 年末までに 2017 ユニットに増加しました。これは、50,000A ラック サイズ 20 個以上に相当します。 プレハブのモジュラー データ センターでは、9,100 台の 40A の完全なキャビネットの展開が完了しました。これは、18,000 台の 20A 標準キャビネットに相当します。

モジュラー データ センターは、約 70,000 台の標準ラックの展開を完了し、1 万台を超えるサーバーの容量を備えています。 過去 6 年間の運用で、平均 PUE は 0.2 ～ 0.4 減少し、運用コストは 20% ～ 40% 削減されました。 省エネとコスト削減の効果は非常に明白であり、データセンター業界のモジュール化とグリーン化を強力に推進し、主導的な効果をもたらします。

400G QSFP-DD SR8

Arista Networks、DELL、EdgeCore、Mellanox、FiberMall など 10 社以上が OFC 400 で 2020G 光モジュールを発表しました。現在、一部の企業はすでにサンプル テスト用に 400G 光モジュールを送信しており、大量生産の能力を備えています。 400年には2022Gの光モジュールが大規模に展開されると予想されています。

2. 400G光モジュール市場の展望

データセンターの 400G 光モジュールのソリューションとして、OSFP と QSFP-DD が 25 つの主要なパッケージ形式です。 OSFP と QSFP-DD は、電気インターフェイスで 4 つの伝送チャネルも提供し、50GBaud PAM8 信号 (50Gb/s) をサポートするため、400xXNUMXGb/s=XNUMXGb/s の信号伝送を実現できます。

OSFP は QSFP-DD よりもわずかに幅が広く、長いため、スイッチの PCB 表面積が大きくなります。 スイッチの各 1U パネルは、OSFP 用に 32 ポート、QSFP-DD 用に 36 ポートをサポートします。 したがって、スイッチの帯域幅能力に関しては、QSFP-DD はさらに 28 つのポートを提供できます。 QSFP-DD には、QSFP および QSFPXNUMX との下位互換性もあります。

この XNUMX つの観点から、QSFP-DD の将来は明るいと思われます。 ただし、QSFP-DD パッケージのサイズが小さいほど、モジュール設計の要件が高くなり、モジュール内部のデバイス パッケージ、モジュールの性能、消費電力、および歩留まりに対する要件が高くなり、モジュール コストの上昇につながる可能性があります。 現在、さまざまな顧客グループが両方のパッケージに要件を持っており、どちらのパッケージが絶対的な利点を持っているかを判断するのは困難です。

400G QSFP-DD FR4

さまざまな顧客のニーズを満たすために、400G QSFP-DD および OSFP モジュール ファミリー製品の開発が行われました。 近い将来、400G光モジュールが暖かい「春」を迎えると考えられています。

Cisco は最近、イーサネット スイッチの Nexus ファミリに 400 つの 400GbE モデルを追加し、年内にフィールド テストを実施し、来年上半期に発売される予定であることを発表しました。 Broadcom は、4G PAM-87400 PHY チップ BCM400 もリリースしました。 XNUMXGの時代が来そうです。

3.シスコの LNexus400G のテスト S魔女

シスコの400Gスイッチは顧客に高いレートを提供するだけでなく、強力な機能も提供します、とシスコのデータセンター事業担当シニアバイスプレジデント兼ゼネラルマネージャーであるローランド・アクラは述べています。これには、超高速ポリシー、セグメンテーションとホワイトリスト、パケット、データフロー、イベントのリアルタイム可視性、ビッグデータと機械学習ワークロードのインテリジェントバッファリング、現代のデータ駆動型ワークロードとクラウド環境のニーズを満たすためにオンデマンドで重要なトラフィックを優先する機能などが含まれます。 400Gモデル また、Nexus スイッチの超高速ポリシー、分離、リアルタイムのパケット可視性、およびその他の多くの機能を継続します。

• Nexus 9316D-GX は、アプリケーション セントリック アーキテクチャ ACI のリッジ型アプリケーションに適した 1RU、16 ポート スイッチです。

• Nexus 93600CD-GX、1RU、28 ポート 100GbE、および 8 ポート 400GbE。スパイン リーフ アーキテクチャのリーフ アプリケーションをサポートします。

• Nexus 3408-S、4RU、8 スロット、128GbE の 100 ポートまたは 32GbE の 400 ポートをサポート。
• Nexus3432D-S、1RU、32 ポート 10/40/100/400GbE、2x200GbE および 4x50/100GbE のファンアウト。

Cisco の新しい Nexus スイッチは、顧客が 400G を使用するための最も包括的かつカスタマイズ可能な方法を提供します。その利点は次のとおりです。

最も要求の厳しい環境向けに構築: 新しい 400G スイッチは、Nexus スイッチ ポートフォリオの特徴である強力な機能をフル ワイヤ スピードで提供するように設計されています。 これには、アプリケーションの可視性を高めるための高度なテレメトリ、リアルタイム分析、トラブルシューティング機能、およびアプリケーション トラフィックを横方向にスケーリングするために特別に調整されたインテリジェントなキャッシュ機能が含まれます。

さらに、お客様はスイッチをシスコの主要なアプリケーション セントリック インフラストラクチャ（ACI）、Tetration、および Cisco Network Assurance Engine と統合できます。 これにより、アプリケーションの俊敏性をさらに高め、データセンターのセキュリティと自動化を改善し、400G 機能をインテントベース ネットワークにもたらすことができます。

お客様の選択肢と優れた柔軟性を提供するように設計されています: 柔軟な展開オプションにより、あらゆる規模の企業が特定のニーズとワークロードを簡単に満たすことができます。 それがインターネット企業であろうと、高密度の運用ネットワークまたはインテントベース ネットワークであろうと、専用アプリケーションであろうと、お客様はニーズを満たす最も適切なオプションを選択できます。

耐久性：シスコは、パートナーおよびサードパーティ組織と積極的に協力して、400G の標準化と相互運用性を推進しています。 シスコは相互接続およびテスト ソリューション パートナーと協力して、最近の 100G 業界の相互運用性テストで 400G 向けの費用対効果の高い 400G ラムダ光モジュールを実証しました。

シスコは、2018 年 2019 月に顧客との初期フィールド トライアル（EFT）を開始し、IT 組織ができるだけ早くトライアルを開始するための時間を計画しています。 新しい Cisco Nexus スイッチは、XNUMX 年前半に完全に利用可能になりました。

Broadcom 400G PAM-4 PHY チップ

一方、12.8Tbps の TomaHawk 3 400GbE スイッチング チップがフル ボリューム生産に入ったという以前の発表に続いて、Broadcom は 8 月 7 日に、データ センターおよびクラウド アーキテクチャ向けの 400nm 4G PAM87400PHY チップ、BCM7 を発表しました。 このチップは、Broadcom の最新の XNUMXnm Centenario に基づいています。 112G PAM-4 DSP プラットフォームであり、最高級の 400G 8:4 ギアボックスと低電力パフォーマンスを提供し、スーパーデータセンターやクラウド ネットワークでの 400GbE リンクの展開を保証します。

BCM87400 デバイス ファミリは、DR400/FR4/LR56 光リンクで 112GBauD ベースの 4Gb/s PAM4 クワッド チャネルを駆動する、業界最高のパフォーマンスと最小消費電力のシングルチップ 4GbE PAM4 PHY トランシーバ プラットフォーム機能を備えています。

400GbE モードでは、BCM87400 はシステム側で 53Gb/s (26Gbaud PAM4 ベース) 106 チャネルを 53 Gb/s (4Gbaud PAM87400 ベース) 4 チャネルに変換できます。 BCM400 は、市場をリードする PAM4 PHY テクノロジ プラットフォームに追加され、7nm CMOS プロセスで動作する XNUMXG PAM-XNUMX PHY トランシーバの効果的な例を初めて実証します。

BCM87400 モデルのその他の機能

1. 「業界をリードする」DSP の性能とパワーにより、DR4/FR4 光モジュールは IEEE 規格と MSA 仕様に適合します。
2. 従来のスイッチ アプリケーション向けの DR/FR 光モジュールをサポート
3. カスタマー インターフェイスは CEI-28G / 56G LR 仕様に準拠し、長距離 (LR) チャネルをサポート
4. 4.IEEE 802.3bs標準KP4およびエンドツーエンドFECバイパス操作に準拠
5. EMLDML やシリコン フォトニクスなど、複数の光学フロントをサポートする PAM4 アーキテクチャ
6. Broadcom スイッチ ASIC および ASSP の相互運用性は、28 Gbaud PAM4 および NRZ SerDes アーキテクチャを使用して最適化できます。

適用分野：

1. 超大規模クラウド データセンター ネットワーク
2. 有線インフラ
3. 400Gb/s QSFP-DD/PSFP 光モジュール