Comment augmenter vitesse et rendement dans les centres de données

Le connecteur d’E/S doit offrir une flexibilité maximale dans le choix du type de câble nécessaire pour chaque application. Par exemple, supposons que vous avez un rack de serveurs, et que ces serveurs se connectent tous à un commutateur haut de baie. La plupart de ces connexions sont assez courtes (généralement trois mètres ou moins), il est donc moins coûteux d’utiliser un câble en cuivre. Mais certaines connexions peuvent être plus longues et nécessiter un câble optique. En utilisant un connecteur de type enfichable tel que SFP+, SFP28, QSFP+ ou QSFP28, le fabricant permet à l’opérateur du centre de données de choisir le bon câble pour répondre à des besoins spécifiques.

Selon les tendances de l’industrie, l’interconnexion d’un serveur pourrait être de 1 Gbit/s, mais dans certaines des applications les plus exigeantes, les serveurs prennent désormais en charge 10 Gbit/s, voire 40 Gbit/s. Les connexions 40 Gbit/s existent depuis quelques années, mais la dernière tendance est d’opter pour une solution 25 Gbit/s. La solution 40 Gbit/s met en œuvre quatre voies de données à 10 Gbit/s chacune, de sorte que le fabricant peut construire un équipement « intelligent » capable de prendre les données, de les répartir sur quatre voies, puis de réassembler le flux en 40 Gbit/s. De son côté, la solution 25 Gbit/s utilise une seule voie, ce qui réduit les frais généraux et facilite la mise en œuvre dans le serveur et le commutateur.

Lorsque vous prenez un câble préassemblé en cuivre et que vous le remplacez par un module optique, le signal est converti de l’électrique à l’optique, de sorte que le module dissipe maintenant la puissance. Cela peut être moins essentiel sur un serveur où il n’y a qu’une ou deux interconnexions, mais c’est un facteur très important sur un commutateur où il peut y avoir jusqu’à 48 interconnexions. La gestion thermique devient d’une importance cruciale car l’équipement dispose maintenant de 48 petits éléments chauffants qui s’ajoutent à la chaleur déjà générée par les composants internes.

Avec les interconnexions optiques, les fabricants doivent optimiser l’équipement pour un nouvel ensemble de dynamiques, et ils ont besoin de modules optiques qui dissipent moins de puissance et de connecteurs d’E/S qui peuvent aider à gérer cette charge thermique.

Sur les commutateurs, les connecteurs doivent être aussi petits que possible pour fournir la densité d’E/S la plus élevée tout en accueillant des modules optiques avec les charges thermiques mentionnées ci-dessus. Les clients souhaitent 24, 48, voire davantage de connexions dans un châssis 1RU. L’industrie répond notamment à cette problématique avec les nouveaux connecteurs SFP-DD, OSFP et QSFP-DD. Les MSA (accords multi-source) de l’industrie ont récemment défini ces nouvelles normes de connecteurs pour permettre non seulement une densité plus élevée, mais également une gestion thermique améliorée, avec jusqu’à 12 Tbit/s dans un châssis 1RU.

Bien que les normes dictent les performances générales d’un canal d’interconnexion (perte de l’association hôte + connecteur + câble préassemblé, etc.), les fabricants de connecteurs différencient également leurs produits en offrant des performances d’intégrité du signal améliorées. Par exemple, un connecteur ou un câble préassemblé plus performant offre une plus grande marge de manœuvre au concepteur de l’équipement pour permettre une plus longue portée des canaux ou des matériaux de circuit imprimé moins coûteux. Les connecteurs sont livrés aujourd’hui avec plusieurs paires de 25 Gbit/s pour les applications 25, 100 et 400 Gbit/s, et sont également en cours de développement ou d’expédition avec des paires de 50 Gbit/s.

L’équipement doit prendre en charge des densités plus élevées de performances d’E/S, son fond de panier doit donc également prendre en charge l’augmentation du débit de données agrégé. Avec une carte de ligne prenant en charge 24 ou 48 ports 100 gigabits, un connecteur de fond de panier avec une capacité adéquate est nécessaire. Les fabricants d’équipements ont besoin de connecteurs de fond de panier de nouvelle génération prenant en charge 10, 25, 50 Gbit/s et au-delà de bande passante par paire différentielle.

En réalité, le fond de panier est la première chose à laquelle les concepteurs d’équipement pensent. Ils vont vendre cet équipement à d’importants fournisseurs de réseaux, qui veulent qu’il dure autant d’années que possible. S’ils peuvent concevoir un châssis de fond de panier qui puisse prendre en charge une carte de ligne de première génération à 10 Gbit/s, et qu’une carte de ligne de deuxième génération peut se brancher sur le même châssis à 25 Gbit/s, puis 50 Gbit/s, puis 100 Gbit/s, le même équipement peut être conservé dans ce centre de données pendant une longue période, car seules les cartes de ligne doivent être remplacées.

L’ingénieur en développement d’équipement se concentre également sur l’architecture de distribution d’alimentation. Comme indiqué, une bande passante et une densité d’E/S plus élevées entraînent des besoins en alimentation plus élevés. Les fournisseurs de connecteurs permettent ces architectures d’alimentation avec des systèmes de connexion d’alimentation à plus forte densité et à faible perte (chute de tension) pour les architectures de distribution d’alimentation de jeu de barres, de fond de panier ou câblées.

Nathan Tracy possède plus de 30 ans d’expérience dans le développement technologique, le marketing, la vente et le développement commercial pour TE Connectivity. Il est actuellement technologue au sein de l’équipe d’architecture système et responsable des normes de l’industrie, dirigeant les activités de normalisation et travaillant avec des clients clés sur de nouvelles architectures système pour le marché des communications de données.