Fujitsu Laboratories Ltd. y Socionext Inc. han desarrollado el circuito transceptor de menor consumo de energía del mundo que alcanza una velocidad de comunicación de 56 Gbps por canal. Esto duplica la velocidad de transferencia de datos entre chips semiconductores y módulos ópticos utilizados en servidores y conmutadores.
A medida que mejora el rendimiento de procesamiento de los centros de datos, existe una necesidad creciente de transferencias de datos más rápidas entre servidores. Al mismo tiempo, sin embargo, existe un límite en la cantidad de energía que pueden suministrar las instalaciones y existe la necesidad de reducir el consumo de energía.
Fujitsu Laboratories y Socionext han desarrollado un nuevo método de detección de tiempo que combina parte de la función de un circuito que compensa la degradación de la señal que se vuelve más pronunciada a medida que aumentan las velocidades de comunicación y la función de un circuito de detección de tiempo que determina el valor de bits de una señal de entrada. desarrollado , para reducir el número de circuitos. Como resultado, logramos desarrollar un circuito de transmisión/recepción de 56 Gbps que duplica la velocidad de los circuitos convencionales sin aumentar el consumo de energía.
Se espera que esta tecnología mejore el rendimiento de los servidores y conmutadores de próxima generación porque puede acelerar la transferencia de datos entre chips y módulos ópticos sin aumentar el consumo de energía.
Los detalles de esta tecnología se presentarán en la IEEE International Solid-State Circuits Conference 2016 (ISSCC 2016), la mayor conferencia sobre tecnología de semiconductores, que se realizará en San Francisco a partir del 31 de enero (ISSCC Presentation Number 3.5).
Fondo de desarrollo
En los últimos años, para satisfacer las necesidades de la informática en la nube en rápida expansión, existe una demanda de un mejor rendimiento de procesamiento en los centros de datos. Un centro de datos consta de una gran cantidad de servidores conectados mediante conmutadores y, a medida que mejora la potencia de procesamiento de los centros de datos, también aumenta la cantidad de datos intercambiados entre servidores.
Por lo tanto, la estandarización internacional está progresando.
Obtuvo 56 Gbps, el doble de la velocidad actual, de módulos ópticos utilizados para la transmisión óptica entre servidores y conmutadores en centros de datos de última generación.
Figura 1 Circuito transceptor que conecta el servidor y el conmutador
problema
El consumo de energía aumenta en proporción a la velocidad de comunicación, por lo que para aumentar la velocidad de comunicación sin aumentar la potencia del equipo, es necesario reducir el consumo de energía de los circuitos de transmisión y recepción.
En los circuitos transceptores tradicionales, los ecualizadores de retroalimentación de decisión (DFE), los circuitos que compensan las señales degradadas y los circuitos de recuperación de datos y reloj (CDR), que detectan errores de tiempo entre la señal de entrada y el reloj de muestreo interno, desempeñan un papel. Reducir el consumo de energía es una preocupación importante, ya que representa alrededor de dos tercios del consumo total de energía de los circuitos transceptores.
Figura 2 Arquitectura del circuito transceptor existente y compensación DFE para la degradación de la señal
Tecnología recientemente desarrollada
Fujitsu Laboratories y Socionext han desarrollado un nuevo método de detección de errores de temporización para reducir el consumo de energía de CDR.
Figura 3 Nueva arquitectura de circuito transceptor y nuevo método de ajuste de temporización
Con el método de detección de tiempo recientemente desarrollado, pudimos eliminar líneas como el circuito de determinación de tiempo de señal entrante para el CDR que se requería en el pasado, y la línea de reloj que se requería para que DFE y CDR operaran en tiempos diferentes. Como resultado, hemos logrado desarrollar un circuito de transmisión/recepción que duplica la velocidad a 56 Gbps con el mismo consumo de energía que antes.
efecto
Esta nueva tecnología permite mayores velocidades de transmisión de datos entre chips y módulos ópticos sin aumentar el consumo de energía. Además, al admitir el futuro estándar de comunicación de módulos ópticos OIF, se espera que el tamaño y el consumo de energía de los módulos ópticos se reduzcan.Se puede esperar que la cantidad de circuitos de transmisión y recepción se reduzca a la mitad. Ethernet en el estándar actual de 28 Gbps.
Planes futuros
Fujitsu Laboratories y Socionext aplicarán esta tecnología recientemente desarrollada a los componentes de interfaz entre los módulos ópticos y los chips de servidor y conmutador, con el objetivo de comercializarla durante el año fiscal 2018. Productos relacionados:
transceptor