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40G到100G光纖架構的無(wú)縫轉型；全新12Gb/s共享存儲；鏈路連接距離提高到550米等解決方案，讓規模擴展中的數據中心實(shí)現效率最大化。 在愛(ài)荷華州小鎮阿爾圖納，有一個(gè)Facebook的數據中心。相比其它數據中心，這個(gè)數據中心的內部結構有些不一樣。它沒(méi)有采用典型的分級匯聚的層次型網(wǎng)絡(luò )結構，而采用了“Data Center Fabric”這種全新架構，放棄了傳統的分層結構以及昂貴的網(wǎng)絡(luò )設備，而是在整個(gè)網(wǎng)絡(luò )全面部署標準化的架頂交換機，利用一種全新的連接方式極大地改進(jìn)數據中心的通信效率。與此同時(shí)，Facebook將架頂交換機的上行鏈路全面提升到了40G。 大數據、云計算、視頻流媒體服務(wù)和移動(dòng)帶寬網(wǎng)絡(luò )連接等，數據密集型應用等，讓數據中心規模的擴大已經(jīng)難以遏制，數據中心之間、數據中心內部、服務(wù)器/存儲內部的流量和容量需求是一個(gè)龐大到令人恐怖的數字。不僅是互聯(lián)網(wǎng)巨頭，也是其它企業(yè)級數據中心都面臨的挑戰。 這是所有數據中心正在經(jīng)歷的重大變革。 憑借在全球無(wú)線(xiàn)通信，有線(xiàn)基礎設施，企業(yè)級存儲等市場(chǎng)的多年領(lǐng)先優(yōu)勢，Avago可以從以下三大方面，與數據中心運營(yíng)者共同應對變革中的挑戰，讓數據中心實(shí)現更快傳輸速度、擴展數據鏈路、高密集型連接，以及更大存儲容量。 傳輸速度的變革 不斷涌入的數據流量促使互聯(lián)網(wǎng)巨頭重新審視數據中心內數據傳輸速度的升級。在龐大的建筑物內，數據中心內部的流量是一個(gè)龐大的數字，其規模往往是數據中心流出流量的上千倍，越來(lái)越多的數據中心正在經(jīng)歷數據傳輸速度的改變。 在現代數據中心，采用更高速的以太網(wǎng)上行鏈路已經(jīng)是主流，主機（服務(wù)器）連接已經(jīng)從1G網(wǎng)絡(luò )過(guò)渡到10G網(wǎng)絡(luò )，并在朝著(zhù)25G網(wǎng)絡(luò )繼續演進(jìn)；交換機之間的連接則從10G向著(zhù)40G乃至100G演進(jìn)，就像上述Facebook的數據中心所建設的那樣，每臺10G帶寬的架頂交換機分別以一條40G的上行鏈路與光纖交換機互聯(lián)，向下則接入底層的服務(wù)器。 這些轉變給芯片、封裝、光學(xué)元件、模塊和系統等不同的電子和光學(xué)設計層面帶來(lái)了巨大的技術(shù)挑戰，特別是在客戶(hù)對光纖收發(fā)器、連接器的低成本、易維護性等方面的要求越來(lái)越苛刻的情況下。 憑借在光纖市場(chǎng)良好的質(zhì)量聲譽(yù)、成熟的工藝保證以及良好的客戶(hù)服務(wù)，以及垂直整合激光和集成電路功能以確保產(chǎn)品最優(yōu)異的性能和穩定性，Avago公司在光纖產(chǎn)品領(lǐng)域針對1G、10G、25G、40G、100G提供了多樣化光纖收發(fā)器以及收發(fā)器和接收模塊解決方案的綜合產(chǎn)品組合。 同時(shí)，Avago公司提供獨特的 SerDes ASIC 解決方案，可解決在 10G、25G、28G、50G 及以上的網(wǎng)絡(luò )背板和中板應用中的芯片之間、芯片與模塊之間接口的難題。 值得一提的是，Avago公司的40G-SR-BiDi MMF全雙工光纖解決方案，允許數據中心能夠通過(guò)使用現有的全雙工多模光纖基礎架構無(wú)縫地從10G升級到40G，而不需要額外支付建設新的基礎設施的成本。此外，專(zhuān)為100G短程數據中心互聯(lián)設計的QSFP28 SR4是業(yè)內第一款100G QSFP SR4 器件，在使用QSFP 模塊時(shí)可實(shí)現從 40G 到100G 的無(wú)縫轉型。 交換機和服務(wù)器以太網(wǎng)上行鏈接的速度提升只是數據中心傳輸速度變革的一部分，滲透到每個(gè)數據中心機柜中去，服務(wù)器/存儲的連接也正在發(fā)生翻倍的提升，原有的6Gb/s速率正在飛速被12Gb/s的SAS連接所替換。 這一替換是全方位的，從I/O控制器（IOC）、片上RAID（RoC）、SAS擴展器（SAS Expander），到主機總線(xiàn)適配器（HBA）、RAID控制器卡，服務(wù)器/存儲的SAS連接以端到端的方式在進(jìn)行12Gb/s化的進(jìn)程，以2013年對LSI公司的收購為基礎，Avago公司的SAS系列產(chǎn)品擁有無(wú)可比擬的IOPS性能、絕佳的可靠性并可無(wú)縫擴展，特別是在RAID控制器卡領(lǐng)域，MegaRAID絕對是市場(chǎng)上最為響亮的品牌。 在SAS走出服務(wù)器/存儲系統外部之后，PCIe也開(kāi)始了“走出來(lái)”的趨勢。在大容量的NVMe存儲以及機架擴展架構（Rack Scale Fabrics）領(lǐng)域，得益于英特爾將PCIe控制器整合到至強處理器中以及閃存技術(shù)在數據中心的廣泛使用，PCIe來(lái)到機箱外的勢頭正引來(lái)越來(lái)越多供應商的關(guān)注。 針對這一趨勢，Avago公司的PCIe交換機（PCIe Switch）和網(wǎng)橋解決方案產(chǎn)品已經(jīng)進(jìn)入到了第三代，型號為PEX8796的第三代（8GT/s）Avago PCIe交換機可以提供96通道24端口的配置，在SR-IOV（Single Root IOV）和MR-IOV（Multi Root IOV）等下一代數據中心I/O虛擬化技術(shù)逐步成熟的背景下，Avago PCIe第三代PCIe交換機的市場(chǎng)前景十分廣闊。 連接鏈路的變革 在數據中心傳輸速度變革同時(shí)，數據中心也變得更大了。直到2011年，Facebook才決定修建自有數據中心，第一個(gè)Facebook數據中心位于美國俄勒岡州的普林維爾數據中心，這一數據中心當時(shí)肩負起社交網(wǎng)絡(luò )巨頭全部大約3萬(wàn)臺服務(wù)器的承載量，其占地面積就已經(jīng)有13萬(wàn)平米，建筑面積80.9萬(wàn)平米，相當于113個(gè)足球場(chǎng)的大小。 如今，Facebook據信已經(jīng)擁有超過(guò)20萬(wàn)臺服務(wù)器，服務(wù)器“瘋漲”的代價(jià)是新建的數據中心越來(lái)越大，且舊有數據中心擴建的計劃也被提上議事日程，Facebook況且如此，可想而知擁有上百萬(wàn)臺服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò )巨頭Google的數據中心的規模又會(huì )是多么龐大。 這樣的情況即便是IEEE（電氣和電子工程師協(xié)會(huì )）也沒(méi)有預料到，以IEEE所規定的QSFP+（SR4）規格（Form Factor）40G網(wǎng)絡(luò )連接為例，其所規定的最大鏈路距離只有150米，這對于許多數據中心來(lái)說(shuō)，很可能只是所需鏈路長(cháng)度的一半——隨著(zhù)數據中心規模的不斷擴展，ToR 交換機與核心交換機之間有許多長(cháng)距離光纖鏈路——特別是在超大型 40G/100G 分支與主干式網(wǎng)絡(luò )中，需要的許多光纖鏈路都超出了 IEEE 規定的最大鏈路距離。 為了解決距離上的限制，Avago公司提供眾多高度差異化的并行光纖收發(fā)器模塊解決方案，可將數據鏈路延長(cháng)至行業(yè)標準以上，使數據中心運營(yíng)商能夠保持其現有的有線(xiàn)基礎設施并且節省數據中心升級所需的額外資本支出。 比如Avago所提供的4x10G和（QSFP+，eSR4；IEEE只規定了10G SFP+，SR）和40GQSFP+（SR4）的最大鏈路距離都能夠達到400米，通過(guò)與生態(tài)環(huán)境中的合作伙伴緊密合作，Avago還能夠將這一距離雙雙提高到550米。 此外，高速網(wǎng)絡(luò )背板或交換機、高級 SerDes ASIC 中需要在電路板級確保長(cháng)距離銅線(xiàn)背板或電纜連接中的信號完整性。針對這一需求，Avago公司提供獨特的 SerDes ASIC 解決方案，可在長(cháng)距離下實(shí)現芯片之間、芯片與模塊之間的互聯(lián)。 Avago公司所擁有的SerDes 核心不僅是業(yè)內連接距離最長(cháng)的，而且可以承受高達 35dB 的通道損耗（比如說(shuō)，結合延長(cháng)距離的傳輸功能以及無(wú)可比擬的低功耗優(yōu)勢，Avago的 32G NRZ 和 56G PAM4 SerDes核心可提高系統的鏈路余量，同時(shí)又降低了客戶(hù)的總體擁有成本）。 高密度是現代數據中心的另一大特點(diǎn)，英特爾推動(dòng)的機架級架構（Rack Scale Architecture，RSA）、Facebook推行的OCP（開(kāi)放計算項目）以及中國供應商和互聯(lián)網(wǎng)用戶(hù)共同創(chuàng )立的天蝎2.0整機柜服務(wù)器技術(shù)規范，都是以機架擴展架構（RackScaleArchitecture）為目標的，核心的訴求都是更進(jìn)一步的提高數據中心的密度。 在機架級解決方案中，其設計思路都是通過(guò)實(shí)現設備之間高密集型的連接——不論是從存儲器到服務(wù)器、從服務(wù)器到 ToR 交換機，抑或是從ToR 交換機到核心交換機——最大限度地減少所需的設備并提高系統的效率。 在這一領(lǐng)域，Avago 為高密集型光學(xué)、芯片級和電路板級連接提供了眾多解決方案，借助高密度設計的組件、微型化的引腳、先進(jìn)的ASIC工藝讓數據中心構建者和 IT 部門(mén)節省成本支出，實(shí)現大規模連接最大化以及效率最大化。 比如，Avago提供的Express Lane PEX8796 產(chǎn)品，使用戶(hù)能夠通過(guò)可擴展的高帶寬非阻塞互聯(lián)將多個(gè)主機連接至大量終端；MicroPOD 和 MiniPOD 嵌入式模塊為電路板級和系統級互連提供無(wú)與倫比的通道密度、帶寬和設計靈活性。 不可忽略的是，Avago公司在A(yíng)SIC的領(lǐng)域擁有超過(guò)30年設計經(jīng)驗，這不僅幫助這家公司能夠提供例如“配有超過(guò) 400 個(gè)高速 SerDes 通道的深亞微米ASIC”這樣先進(jìn)復雜的領(lǐng)導性產(chǎn)品，還為這家公司從16FF+（標準 16nm FinFET的增強版本）逐步順利過(guò)渡到10nm制程工藝提供了可靠的保障，這是進(jìn)一步提高密度的絕對基礎。 在存儲方面，Avago公司的16 端口 12Gb/s SAS 93xx HBA是當前密度領(lǐng)先的SAS HBA產(chǎn)品，它配有高密集型存儲端口，最大限度地提高服務(wù)器存儲連接，使數據中心的構建者和 IT 部門(mén)能夠部署更少的服務(wù)器，并充分發(fā)揮服務(wù)器的處理性能。 數據存儲的變革 數據中心傳輸速度的變革來(lái)自于數據中心流量的激增，數據中心流量的激增的根本則是數據中心數據量膨脹，受到數據中心數據量膨脹影響最大的，自然是數據中心的存儲。 僅從數據存儲量爆炸式增長(cháng)的角度來(lái)說(shuō)，數據中心需要更大的存儲容量，作為存儲系統“最細顆粒度”的硬盤(pán)（HDD）自然是“春江水暖鴨先知”，基于陣列讀取器的磁記錄（ARMR - Array Reader Magnetic Recording）等新型 HDD 記錄技術(shù)應運而生，可增加HDD 中的記錄容量以滿(mǎn)足人們對存儲日益增長(cháng)的需求。 與其他磁性記錄技術(shù)相比，ARMR 的面密度增加了 25%，實(shí)現了 HDD 存儲容量的巨大增長(cháng)，將企業(yè)存儲作為發(fā)展核心之一的Avago公司，利用獨特的模擬技術(shù)、12Gb/s SAS、6Gb/s SATA SerDes 以及 DDR 存儲輸入/輸出技術(shù)，為下一代基于 ARMR 的 HDD 提供了多種高級 HDD 前置放大器和讀取通道 SoC 的產(chǎn)品組合，以滿(mǎn)足市場(chǎng)對高容量、高性能存儲的需求。 在HDD的“另一面”，是全新的非易失性存儲介質(zhì)，目前常見(jiàn)的就是SSD（固態(tài)盤(pán)），而Avago公司也是業(yè)內數據中心 SSD SoC 的領(lǐng)軍企業(yè)。 在SSD領(lǐng)域，原有的6Gb/s SATA SSD已經(jīng)不能滿(mǎn)足NAND FLASH芯片釋放性能的需求，在這一背景下，Avago定制的SSD SoC基于特定的SSD IP和閃存控制器系統設計，幫助業(yè)界的合作伙伴向著(zhù)多通道 8Gb/s PCIe 和 12Gb/s SASSSD轉型，從而在I/O層面充分“解鎖”非易失性的介質(zhì)的性能。 但需要指出的是，之所以存儲是數據中心變革的核心，并呈現越來(lái)越活躍的狀態(tài)，并不僅僅因為HDD或SSD等介質(zhì)層面的變化，而是在數據中心運營(yíng)者對存儲平臺的融合、統一的需求之下，結合軟件定義存儲、機架級解決方案以及FLASH/NVMe技術(shù)等多重因素，從而產(chǎn)生的在應用型態(tài)和架構設計上的變化。 比如，許多規�；瘮祿行模ㄌ貏e是互聯(lián)網(wǎng)和大型企業(yè)）的運營(yíng)者正在尋找比傳統SAN的成本和復雜性更低的解決方案，在滿(mǎn)足可用性、可靠性、共享池化以及存儲容量的需求之外，簡(jiǎn)化數據中心的存儲及存儲網(wǎng)絡(luò )架構，特別是在分布式的環(huán)境中，提供可靠的存儲資源。 2012年起，Avago的Syncro高可用共享存儲解決方案（Syncro High-Availability Shared Storage Solutions）就得到了市場(chǎng)的廣泛關(guān)注，這一方面為規�；瘮祿行�、中小型企業(yè)、遠程數據中心等機構，提供了一種與SAN存儲同樣可靠和高性能，但成本更低、管理更簡(jiǎn)單的共享式DAS（直連存儲）方式。 僅需要兩張Avago MegaRAID控制卡，就可以構建高可用的、共享式存儲方案，保證企業(yè)在虛擬化和傳統商業(yè)業(yè)務(wù)環(huán)境下的存儲資源供給，就在前不久，Avago將這一解決方案升級到了全新的12Gb/s版本，Syncro 9380-8e和Syncro 9380-8i兩個(gè)交付模型都能夠提供兩倍于前一代解決方案的性能表現。 Avago認為，更加快速、簡(jiǎn)單、高效率的統一存儲資源架構方式，一定會(huì )是未來(lái)數據中心的趨勢，這不僅涉及到統一存儲適配器（HBA、SDS HBS、RAID及SATA、SAS、NVMe多功能、多協(xié)議的整合），也將會(huì )引導市場(chǎng)朝著(zhù)統一存儲托架（Universal Storage Bay）的架構方向發(fā)展：這一架構將有效利用PCIe及NVMe技術(shù)，以PCIe Switch和Tri-Mode Roc為連接，基于SFF-8639（或SFF-8680）接口，實(shí)現面向下一代數據中心的高效（閃存）存儲架構。 作為一家擁有超過(guò)50年歷史的IT企業(yè)，Avago公司持續不斷的在數據中心領(lǐng)域保持著(zhù)積極、前沿的創(chuàng )新步伐，僅在數據中心領(lǐng)域，其技術(shù)及產(chǎn)品業(yè)務(wù)就涉及定制化ASIC、PCIe交換機、存儲連接（及RAID）、HDD/SSD SoC以及光纖等領(lǐng)域，并在諸多領(lǐng)域處于市場(chǎng)的領(lǐng)先地位。 在過(guò)去的幾年，數據中心的架構發(fā)生了重大的變化，以互聯(lián)網(wǎng)數據中心、機架級解決方案、軟件定義數據中心等為代表的趨勢，正在深刻的影響數據中心的設計以及應用架構。在此期間，Avago通過(guò)優(yōu)秀的技術(shù)研發(fā)和行業(yè)收購，為這些趨勢不斷的積蓄力量、優(yōu)化自身，并保持了數據中心產(chǎn)品解決方案領(lǐng)導者的行業(yè)地位。 關(guān)于A(yíng)vago 2015亞洲數據中心論壇的更多信息，請瀏覽： http://www.glyyc.com/avagodcf2015/ Avago 供稿 |
