QSFP-DD tehniline ülevaade

QSFP-DDDefinitsioon

QSFP-DD(Quad Small Form{0}}factor Pluggable Double Density) on ühendatava optilise mooduli vormitegurQSFPperekond, mis toetab suuremat andmeedastuskiirust, sihites peamiselt kiireid{0}}ühendusi andmekeskustes, suure jõudlusega{1}}arvutites ja telekommunikatsioonivõrkudes. "Double Density" põhitähendus seisneb traditsioonilisest laienevas elektriliidese disainisQSFP4 elektririba (4-rajaline) kuni 8-rajaline (8-rajaline), kahekordistades ribalaiuse tihedust sama füüsilise jalajälje piires ja pakkudes riistvaralise aluse 200G/400G ja isegi 800G kiirustele.

Modulatsioonitehnoloogia tasemelQSFP{0}}DD transiiveridtoetab traditsioonilist NRZ (non-Return-to-Zero) kodeeringut ja kõrgemat-järku PAM4 (4-tasemeline impulsi amplituudmodulatsioon). PAM4 edastab 2 bitti teavet sümboli kohta, saavutades sama andmeedastuskiirusega kahekordse andmeedastuskiiruse, muutudes 400G ja suuremate kiiruste peamiseks tehniliseks teeks. Üks sõiduradaQSFP kiirusvõib suurendada 25G NRZ-lt 50G PAM4-le või kõrgemale. Spetsifikatsiooniraamistiku osasQSFP-DDmehaanilised, elektrilised ja juhtimisliidesed on määratletudQSFP-DD MSA(Multi{0}}Source Agreement) organisatsioonis, samas kui Etherneti rakendused järgivad IEEE 802.3 seeria standardeid, nagu 802.3bs (200G/400G) ja 802.3ck (800G).

QSFP-DDPakendamise eelised

QSFP-DDpärib selle füüsilised mõõtmedQSFPseeria (ligikaudu 18,35 mm lai), mis võimaldab ühele RU lülitipaneelile mahutada 36QSFP pordid, mis tagab suurema ribalaiuse läbilaskevõime samas riiuliruumis ja vähendab ruumikulu ribalaiuse ühiku kohta. Pordi disain säilitab mehaanilise ja elektrilise ühilduvuse varasemagaQSFP+jaQSFP28 moodulid. LülitiQSFP-DD-pordidvõib otse aktsepteerida madalamat{0}}määraQSFP moodulid, kus pordikontroller kohandub automaatselt 4-rajalise töörežiimiga, toetades järkjärgulisi võrguuuendusi ilma infrastruktuuri täielikku väljavahetamist nõudmata.

8-rajalise arhitektuuri suurenenud energiatarve seab kõrgemad nõuded soojusjuhtimisele. TheQSFP-DDspetsifikatsioon jätab ruumi täiustatud soojuslahenduste jaoks, võimaldades süsteemimüüjatel toetada mooduleid 12 W kuni 15 W või isegi suurema energiatarbimisega šassii optimeeritud õhuvoolu, spetsiaalsete jahutusradiaatorite või vedelikjahutuslahenduste abil. Tööstuse ökosüsteemi vaatenurgastQSFP-DDon moodustanud tervikliku tarneahela, mille ulatuslikud{0}}juurutused võrguseadmete tarnijate ja pilveteenuste pakkujate poolt vähendavad veelgi moodulikulusid. Kolmanda osapoole-ühilduvQSFP moodulturg on aktiivne ning küpsed testimistööriistad ja veadiagnostika protsessid lihtsustavad toiminguid ja hooldushaldust.

QSFP-DDvsQSFPSarja võrdlus

Arhitektuur ja hinnaerinevused

QSFP-DDvõtab kasutusele 8-rajalise arhitektuuri, samas kuiQSFP+, QSFP28, QSFP56jaQSFP112kõik põhinevad 4-rajalisel kujundusel. See põhimõtteline erinevus määrab iga vormiteguri hinna ülemmäära ja tehnilised rakendusviisid. Järgmises tabelis on esitatud iga vormiteguri põhiparameetrite võrdlus:

QSFP-DDvõib saavutada sama kiiruse, kasutades väiksemat{0}}kiirust sõiduraja kohta. Näiteks 8×25G PAM4 saavutab 200G ja 8×50G PAM4 400G. Võrreldes 4-raja lahendustega vähendab see ühe kanaliga signaali terviklikkuse probleeme ja vähendab FEC (Forward Error Correction) üldkulusid.

Modulatsioonitehnoloogia

4-raja tee suurendab ribalaiust, suurendades pidevalt sõiduraja kohtaQSFP+10G NRZ kuniQSFP112100G PAM4-ühe kanali sageduse 10-kordne tõus. See areng peab spektripiirangute ületamiseks kasutusele võtma PAM4 modulatsiooni kiirustel üle 50G, kuid samal ajal toob see kaasa kõrgemad SNR-i nõuded ja keerukama DSP-töötluse.QSFP-DD8-raja arhitektuur pakub alternatiivi: eesmärgi ribalaiuse saavutamine kahekordse sõiduradade arvuga väiksema kiiruse korral, optoelektrooniliste komponentide jõudluse vähendamine ja süsteemi kulud, energiatarbimise ja töökindluse eelised 200G/400G kiiruse segmentides.

Ühilduvus

Füüsiline ühilduvus ei võrdu funktsionaalse ühilduvusega. Kui aQSFP28moodul sisestatakse aQSFP-DD-port, peab hostiport õigesti tuvastama mooduli tüübi (EEPROM-i lugemise kaudu) ja lülituma 4-raja töörežiimile, sobitades samal ajal NRZ signaalitaseme standardite ja FEC parameetrite konfiguratsiooni (nt RS-FEC(528, 514) või FEC puudub). Konfiguratsioonivead võivad põhjustada lingi loomise tõrkeid või liigseid bitiveamäärasid. Kolm punkti nõuavad praktikas tähelepanu: esiteks, mõned varakultQSFP-DD-portpüsivaral on tuvastamisanomaaliaid konkreetsete{0}}kolmanda osapoole tarnija moodulitega; teiseks, segatud-sisestusstsenaariumid nõuavad kinnitust, et host-ASIC toetab dünaamilist sõiduraja režiimi vahetamist; kolmandaks, DAC/AOC passiivse/aktiivse kaabli ühilduvus sõltub hosti-poolsest eelrõhust- ja võrdsustusparameetrite kohanemisvõimalustest. Kontrollige viiteseadmete tarnijate ühilduvusloendeid või viige läbi{5}}juurutuseelsed testid.

QSFP-DDvs muu suure{0}}kiirusega pakettide võrdlus

Füüsilised mõõtmed ja pordi tihedus

Erinevate paketi vormitegurite füüsilised mõõtmed määravad otseselt lülitipaneeli pordi kasutuselevõtu võimaluse.QSFP-DDlaius on 18,35 mm, päribQSFPseeria kompaktne disain;OSFPlaius on ligikaudu 22,58 mm, jättes ruumi suuremate võimsus- ja soojusnõuete jaoks;CFP2laius ulatub 41,5 mm-ni, sihtides peamiselt pika-vahemaa koherentsete optiliste rakenduste jaoks. Tavalisel 1RU lülitil (umbes 440 mm paneeli laius)QSFP-DDsaab juurutada 36 porti,OSFPumbes 32 jaCFP2ainult 10. Andmekeskuse Spine{1}}Leaf arhitektuuri puhul tähendab suurem porditihedus vähem lüliteid, väiksemat riiuliruumi hõivatust ja lihtsustatud kaablihaldust.QSFP-DDTiheduse eelis tähendab otseselt kahekordset kokkuhoidu CAPEX-is ja OPEX-is.

Energiatarve ja soojusdisain

Kiire{0}}mooduli toitehaldus on süsteemi kavandamisel kriitiline piirang.QSFP-DDpeavoolumooduli energiatarve on vahemikus 10-14 W, mida hallatakse termiliselt CMIS-i (Common Management Interface Specification) kaudu, toetades aktiivseid jahutusradiaatoreid ja õhuvoolu optimeerimist.OSFPprojekteeritud võimsus võib ulatuda 15 W-20 W-ni, suurema termilise kontaktpinna ja reserveeritud vedelikjahutusliidestega sobib see 800 G/1,6 T ülikiirete stsenaariumide või integreeritud keerukate DSP koherentsete tuvastusmoodulite jaoks.CFP2 optikatoetavad suurimat energiatarbimist (kuni 24 W), moodulitega, mis mahutavad sisemiselt terviklikud koherentsed transiiverid (TIA, Laser Driver, temperatuuri reguleerimise ahelad), saavutades soojusjuhtivuse läbi metallkorpuste. Energiatarbimise erinevused peegeldavad rakenduse stsenaariumide erinevust:QSFP-DDeelistab tihedust ja maksumust,OSFPtasakaalustab jõudlust soojusjuhtimisega jaCFP2keskendub funktsionaalsele integreerimisele pika{0}}edastuse jaoks.

Rakenduse stsenaariumi positsioneerimine

Need kolm paketti moodustavad võrguarhitektuurides kihilise vastastikuse täiendavuse.QSFP-DDkeskendub andmekeskuse Etherneti lühikese/keskmise{0}}vahemaa ühendustele (SR4/DR4/FR4), mis katab Spine-Leaf layer OM4/OM5mitmemoodiline kiudühendused 100 m raadiuses, serveri NIC üleslingid ja ToR (Top of Rack) lüliti ühendavad omavahel. Selle põhiline konkurentsivõime seisneb sadamatiheduses, kulutõhususes ja tagasiühilduvuses. Kui võrreldaOSFP vs QSFP-DD, OSFPsihib 800G ja kõrgemaid kiirusi hüperskaala andmekeskuse põhikihtides ja InfiniBand võrkudes (nt NDR 400G, XDR 800G). Mõned tipptasemel-AI koolitusklastrid võtavad kasutuseleOSFPGPU-de vahelise ülikõrgete ribalaiuse nõuete tõttu (nt NVLink üle Etherneti), mille võimsus- ja termilised võimalused toetavad agressiivsemaid signaalikiirusi ja keerukaid kodeerimisskeeme.CFP2hõivab metroo/pika{0}}kauguse DCI (Data Center Interconnect) turu, toetades DCO (Digital Coherent Optics) tehnoloogiat kõrge-järgu modulatsiooniskeemidega, nagu DP-QPSK ja DP-16QAM. Mandritevaheliste veealuste kaablite edastuskaugused ulatuvad sadadest kilomeetritest tuhandeteni. Tüüpilised rakendused hõlmavad metrooOTNlainepikkusjaotusega multipleksimine, pilveteenuse pakkuja piirkondadevahelised{0}}ühendused ja operaatori magistraalvõrgu laiendamine.

Kolme paketi põhjalik võrdlus:

KKK
Mis vahe on QSFP{0}}DD ja QSFP112 vahel?

QSFP-DD:an8-rajalinelähenemine (saavutab suurema koondribalaiuse, kasutades rohkem sõiduradasid).

QSFP112: a 4-rajalinelähenemine (toetub suuremale{0}}raja andmeedastuskiirusele ja agressiivsemale signaalimisele).

QSFP-DD vs QSFP112: mis on põhiarutelu?

QSFP112: 4 sõidurada suurema kiirusega-raja kohta, mis nõuab tavaliselt kõrgemat{0}}SerDes/SI jõudlust ja PAM4 töötlemist.

QSFP-DD: 8 sõiduraja skaleerimine radade arvu kaudu, mis võib teatud kiiruslõikudel vähendada-rajapõhist pinget.

Millist haldussiini QSFP{0}}DD moodulid kasutavad ja miks on see toimingute jaoks oluline?
Enamik QSFP{0}}DD mooduleid kasutabI²Chaldusliides (koosCMISjuhtimismudel). See on oluline, kuna host loeb/kirjutab registreid/lehekülgi, et hankida mooduleidvõimete komplekt, häireläved, DOM-i diagnostikajariigimasinad.

Miks mõned moodulid pärast sisestamist "alla nihutatakse" või{0}}piiratakse?
Üldine põhjus: põhineb reklaamitavatel võimalustelEEPROM/CMIS, teeb host kindlaks, et port ei toeta sihtmärkiHosti liides(või kehtivad poliitikad kehtestavad konservatiivsema võimsuse/soojuspiirangu) ja toob seetõttu automaatselt kaasaandmeteeüles ühilduvas madalamas režiimis.