ay: block;">隨著在高性能計算和數(shù)據(jù)中心的互連密度持續(xù)增加,設計師正著手解決無源線纜固有的無法解決的難題。
傳輸距離有限的大束銅纜會阻礙空氣流動、增加線纜重量、而且通常還會使線纜管理和布線變得復雜。解決此問題的途徑之一是采用更細的線纜,例如更細的線纜規(guī)格。但是,越細的線纜對信號的衰減就越嚴重。
“線纜既不能太細、又需要支持更長的距離,這樣,在高數(shù)據(jù)速率時就會產(chǎn)生無源線纜根本無法解決的互連問題:信號被極度衰減、產(chǎn)生嚴重形變,以至于系統(tǒng)根本無法可靠將其還原。”Quellan的市場營銷和應用工程總監(jiān)John Mitchell表示。
為解決數(shù)據(jù)中心的信號衰減和形變問題,Quellan已開發(fā)出一種稱為Q:Active的技術,它通過放大信號和降低噪聲來恢復信號質(zhì)量。Q:Active組件被整合進無源線纜總成的每個端,它放大信號并降低噪聲,從而顯著縮小了線纜規(guī)格并延長了傳輸距離,采用該技術后,能傳輸?shù)木嚯x達到原來無源線纜的三倍。
除Quellan外,還有W.L. Gore & Associates、Luxtera、Zarlink Semiconductor和英特爾等幾家公司在為數(shù)據(jù)中心提供高性能有源線纜互連,它們的產(chǎn)品可降低功耗、擴展距離并提升速度。
Quellan用于延長銅纜覆蓋距離的Q:Active方案體現(xiàn)在三方面。首先,一個低功耗均衡濾波器用于補償線纜內(nèi)電介質(zhì)和導線的損耗。其次,一套綜合的路徑管理特性確保其完全滿足多種高速數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議,其中包括:Infiniband、PCIe、10GbE和SAS。最后,支持Q:Active的有源線纜總成對近端串擾的敏感度低于無源線纜總成,實現(xiàn)的鏈接長度遠長于傳統(tǒng)無源線纜信噪比(SNR)所限定的距離。
Quellan的產(chǎn)品包括三種:QLx4300-S40 的四路延展有源銅線纜；QLx4600-S30 四路延展有源銅線纜；帶LOS支持的四路延展有源銅線纜。
這些器件可與Gore先進的線纜技術相結合,從而為數(shù)據(jù)中心提供Quellan所謂的輕得多、細得多、及遠得多的連接方案。Quellan和Gore在去年九月達成一項協(xié)議,他們將通過為OEM和集成商提供采用Q:Active的Gore Extended Reach線纜總成來解決龐大的線纜束難題,該線纜總成采用了Gore的Eye-Opener+專利導體技術。結合了兩家技術之長的線纜方案的傳輸距離是無源線纜的三倍、而重量和體積只有其1/3。
圖1:Gore的Extended Reach線纜總成采用了其專利Eye-Opener+導線技術與Quellan的Q:Active器件,該線纜的傳輸距離是無源銅纜的三倍,而重量和體積僅為后者的1/3。
“Gore的Eye-Opener+導線技術結合其低損耗電介質(zhì)材料,能提供一個可以打開眼圖并減小線纜抖動的信號保真度。”W.L. Gore & Associates的產(chǎn)品專家Kristina Mitchell表示,“然后,Quellan的Q:Active芯片就可處理這個干凈但微弱的信號,并在線纜的接收端再現(xiàn)該信號。”
據(jù)Gore介紹,其線纜可達到的距離比競爭對手的SPC線纜遠20到30%,換句話,也即能以更細的線纜規(guī)格實現(xiàn)與SPC相同的距離。另外,其Extended Reach線纜總成每端的功耗是,而競爭對手的是1到2W。
選擇光纜
而英特爾和Luxtera走的是光有源線纜之路。Luxtera的光有源線纜連至的連接器與銅線纜相同,并在連接器內(nèi)將電信號轉換為光信號。它采用的是比銅纜細的光纜。
無源4 x 10Gbps銅線纜的傳輸距離約以7米為限,而Luxtera的Blazar系列光纜可達300米。Blazar是一種40Gb的光有源線纜。這款四路多速率光纜的每一路都可工作在內(nèi)的任何速率,其總帶寬可達42Gbps。Blazar是Luxtera基于其專利CMOS Photonics知識產(chǎn)權(IP)的首款產(chǎn)品,在單一裸片上實現(xiàn),采用標準的0 .13微米SOI COMS工藝制造。
在40Gbps帶寬,Blazar的速度和距離(達300米)分別是現(xiàn)有光纜產(chǎn)品的兩倍和三倍,它被封裝在一個QSFP連接器大小內(nèi),從而將前面板密度增加了4倍。每個40Gbps收發(fā)器的功耗是2.2 W,約為10Gbps光纜收發(fā)器功耗的一半,Luxtera介紹。
六月,英特爾推出了帶有集成收發(fā)器的Intel Connects Cable光有源線纜。該光纜在每一方向上有4條5Gbps的通道,雙向總吞吐量達20Gbps。這些5Gbps通道支持InfiniBand DDR數(shù)據(jù)速率,但也可工作在較低的數(shù)據(jù)速率以支持SDR和那些可從CX4插槽獲得電源的10Gbps以太網(wǎng)CX4裝置。英特爾表示,該光纜的售價大致與銅纜相當,但距離可達100米。
圖2:Luxtera的光有源線纜連至的連接器與銅纜的一樣,并在連接器內(nèi)將電信號轉換為光信號。Luxtera的Blazar系列光纜可延伸至300米距離。
卓聯(lián)半導體公司最近發(fā)布了一款光纜互連,它可擴展10Gb以太網(wǎng)數(shù)據(jù)中心和高性能計算機集群的覆蓋距離。目前,10Gb以太網(wǎng)互連依靠CX4連接器連接銅纜總成用于短距離要求；可插拔光收發(fā)器用于長距離需求。ZLynx光纜可實現(xiàn)的互連據(jù)說可比銅纜遠10倍,且當數(shù)據(jù)中心和計算機集群擴展時,采用這種超細光纜將不必再受重量、靈活性和功耗的困擾。
ZLynx產(chǎn)品是種光纖電纜,它帶有集成的行業(yè)標準電氣終端,可實現(xiàn)20Gbps雙向傳輸以及達100米的5Gbps雙工四通道數(shù)據(jù)傳輸。ZLynx標準連接器允許這種光方案利用CX4端口。ZLynx技術其每節(jié)點的典型功耗是1W,而最新的銅纜技術在10GBase-T時,每節(jié)點的功耗約是其五倍,Zarlink稱。
作者:蘇美妮
