L'utilisation de modules optiques parallèles se développe car ils permettent d'obtenir une densité de ports plus élevée par rack et une bande passante nettement supérieure. L'optique parallèle contribue ainsi à réduire la consommation d'énergie des centres de données et, par conséquent, les besoins en refroidissement, ce qui diminue les coûts d'exploitation.
Économies d'énergie :
Les modules optiques parallèles consomment moins d'énergie pour un port 10G équivalent qu'un module monocanal tel qu'un SFP+ optique 10G. Ceci est rendu possible par l'utilisation d'un seul circuit intégré spécifique (ASIC) au sein du module, prenant en charge 4 ou 12 voies optiques. Il en résulte une consommation d'énergie par voie pour un module à 12 canaux, tel qu'un module CXP enfichable, quatre fois inférieure à celle de 12 modules SFP+ individuels. La figure 1 illustre les économies d'énergie réalisées lors du passage d'un module QSP à 4 canaux à un module CXP à 12 canaux.
Pour illustrer les économies d'énergie, prenons l'exemple d'un grand centre de données hypothétique comprenant 10 000 serveurs. Si ces serveurs sont tous connectés aux commutateurs et routeurs par des liaisons 10 Gbit/s, il leur faudra 10 000 ports. Avec des modules SFP+, la consommation d'énergie serait de 10 000 watts. En utilisant des modules parallèles à 12 canaux, cette consommation serait réduite à 2 500 watts, soit une économie de 7 500 watts. Sur un mois, cela représente une économie de plus de 5 400 kWh, soit l'équivalent de la consommation mensuelle de cinq foyers !
En remplaçant également les connexions entre racks par des connexions à fibre optique parallèles, des économies d'énergie supplémentaires seront réalisées.
Efficacité du refroidissement
: De même que les circuits intégrés hôtes peuvent être positionnés pour une gestion thermique optimale, les modules optiques encastrés offrent une grande flexibilité de positionnement, facilitant ainsi la gestion thermique. La figure 2 illustre la conception typique d’un commutateur rack 1U haute capacité avec fibres optiques latérales.
L’air frais circulant à l’arrière du boîtier se réchauffe en traversant les commutateurs et autres composants du circuit avant d’atteindre les modules montés en façade, où il s’échappe par d’étroits orifices percés dans la face avant. Le préchauffage de l’air par les commutateurs à forte dissipation thermique constitue un inconvénient majeur pour les fibres optiques latérales et peut limiter la densité du système.
En comparaison, les modules optiques peuvent être positionnés de manière à ne pas être exposés à l'air préchauffé. De plus, comme ils occupent moins d'espace dans les adaptateurs MTP que les dispositifs optiques latéraux, l'air circule davantage à l'avant pour s'évacuer. L'air circule ainsi plus rapidement à travers le relais, ce qui améliore l'efficacité du ventilateur et offre d'autres avantages potentiels.
Pour comprendre et quantifier les avantages pratiques d'une intégration optique murale, une simulation thermique comparative a été réalisée entre un système équipé de modules CXP, similaire à celui illustré sur la figure 2, et un autre équipé de modules Avago MiniPOD™ montés sur la carte centrale. Les deux configurations offrent les mêmes capacités de communication optique et consomment la même quantité d'énergie, mais les modules muraux sont positionnés de manière optimale près de l'entrée d'air. Ces simulations ont révélé que les modules MiniPOD fonctionnaient jusqu'à 13 degrés Celsius de moins que leurs équivalents CXP montés en façade.
Cette efficacité en matière de refroidissement se traduit par une meilleure fiabilité des appareils ainsi que par une réduction des coûts de refroidissement, car la chaleur est mieux transférée et moins d'équipements de refroidissement sont nécessaires.
Solutions optiques parallèles pour centres de données :
Les produits Avago Technologies illustrent parfaitement les solutions optiques parallèles idéales pour les applications de centres de données. Les nouveaux modules QSFP+ iSR4 4 canaux AFBR-79EIDZ, le module CXP enfichable 12 canaux AFBR-83PDZ et les modules encastrés MiniPOD™ AFBR-81uVxyZ/AFBR-82uVxyZ offrent la densité de ports et les économies d'énergie requises dans les centres de données actuels.
Le module Avago QSFP+ iSR4 intègre quatre voies 10G dans chaque sens et permet l'interopérabilité de quatre liaisons SFP+ 10G, triplant ainsi la bande passante sans carte d'interface et consommant 50 % d'énergie en moins qu'un module SFP+ unidirectionnel.
Les modules MiniPOD offrent la plus haute densité de connecteurs en façade du marché, jusqu'à 36 fois supérieure à celle des solutions SFP+ standard. Pour les utilisateurs nécessitant une solution enfichable, les émetteurs-récepteurs CXP proposent un coût deux fois inférieur par voie 10 Gbit/s par rapport aux solutions SFP+ enfichables. Les solutions MiniPOD et CXP consomment toutes deux 25 % de la puissance par voie 10 Gbit/s par rapport aux modules SFP+.
En conclusion
, l'énergie restera essentielle pour les centres de données, et les solutions permettant de réduire la consommation énergétique globale et de mieux la gérer continueront d'être cruciales pour les architectes de centres de données et les fournisseurs d'équipements. Les solutions optiques parallèles joueront un rôle clé dans la gestion énergétique des centres de données et continueront d'améliorer les économies d'énergie grâce au développement de nouvelles technologies.
Auteur:
Steve Sharp, responsable marketing chez Avago Technologies
