在這個萬物互聯的時代,固網和移動互聯網通信數據流量以及數據存儲需求正在以難以置信的速度增長。根據Gartner的統計,截至2020年,物聯網(IoT)連接設備數量有望超過200億。2016思科Cisco's Visual Networking Index預測,全球月均移動數據通信數據流量將在2015年到2020年之間增長8倍,達到30.6 EB。
固網和移動數據流量不斷增長的需求推動了數據中心的數量和規模增加,這種新一代的數據中心需要更高速的連接以及更強大的電源支持。新的系統架構設計可以滿足這類需求,同時下一代信號和電源連接器也可支持這種具有前瞻性的設計需求。
(一)數據靈活性的需求
在數據中心內,數據鏈路被提升到了更高的速度。25Gbps甚至50Gbps的數據鏈路正在迅速取代10Gbps的鏈路。數據速率提升可采用高速單鏈路設計,也可使用設計并行多高速鏈路提供更高的聚合速度。例如,4條25Gbps鏈路可實現單鏈路100Gbps的速率需求。
按照之前做法,設計人員需要設計多種信號路徑。如今,設計人員將面對更為復雜的信號傳輸路徑設計,分散式架構正推動著數據流量處理方式的創新。各機架、服務器之間不斷增加的連接量推進了leaf and spine架構的應用,這種架構需要更大型的高密度交換機以及大量的內部和外部端口。
然而,數據鏈路的提升卻伴隨著難以平衡的矛盾。隨著數據速率的增長,信號可有效傳輸的距離會縮小。相對于信號速率的提升,中繼系統的需求或更為緊湊的設計需求顯得微不足道。系統架構師必須謹慎考慮包括尺寸、重量、功耗、成本和性能在內的多個因素,確保做出最佳組合選擇。
(二)不斷增長的電力需求
隨著單個機架功耗(及熱損耗)大幅攀升,導致兩個相互關聯的問題:提供更高電力,解決擁擠機箱內的電源和有源電子部件的散熱。
由于大數據中心以及機架物理結構內(以及每個機架系統內的板連接處)均需要電流,因此需要許多電纜和相關連接器來滿足電源通路設計。
對于單個連接器,即使很小的接觸電阻和壓降(IR損失)都會導致電源效率降低并增加散熱(I2R),因此連接器處的溫升必須保持到適度水平(通常30°C以下)以確保安全和性能。此外,對于支持板件“熱插拔”(即在電源接通時拔出或插入)的連接器不斷增加的需求帶來了進一步的挑戰。如果連接器不具備最佳的接觸材料和特性,將導致供電時序和接觸疲勞問題。
TE高數數據中心連接解決方案
數據中心日益增長的需求帶來了對全面創新的要求,TE數據與終端設備事業部擁有市面上種類齊全、適合各類電子應用的多種連接器、插座、天線和電纜組件,并為您提供領先的解決方案。
(一)I/O和銅纜組件
為了應對大容量高速數據需求,TE推出zQSFP+互連系統和QSFP28銅纜組件,可作為以太網、光纖通道和InfiniBand所需光纖的高速、高性價比替代品。zQSFP+互連系統采用符合工業標準的可升級設計,數據速率提高為28Gbps,向下兼容QSFP/QSFP+電纜和收發器,可幫助用戶輕松地由10Gbps系統升級為28Gbps。完善的互連產品組合可提供便捷、可定制、種類齊全的設計選項,從而滿足大部分客戶需求。
zQSFP+直連銅纜組件
TE已擴展QSFP+電纜組件產品系列,添加了能夠解決眾多數據通信布線問題的選項。除了標準的30、28和26AWG QSFP+ 10 Gbps TurboTwin產品外,還推出采用細線TurboTwin 33AWG 8對電纜的QSFP+組件。
此類細電纜方案可滿足高密度機架內部應用對于超薄、輕巧和高度靈活的無源布線解決方案的需求。
對于單個機架單元中的一些最高數據速率,TE的microQSFP連接器可在相當于SFP的小型尺寸中實現QSFP28及以上性能,密度相比QSFP提高了30%,可在標準線路卡上安裝最多72個端口,大幅節省設計空間。
與目前市場中的其他可插拔解決方案相比,TE為microQSFP產品開發的集成模塊散熱解決方案大幅提升了散熱性能,同時減少設備冷卻所需的能源,并簡化總體系統散熱設計。革命性設計幾乎將整個面板置于設備的可用氣流中,并顯著提高了連接器和所有其他內部元件的冷卻效率。
microQSFP集成散熱器可為連接的應用提供大量冷卻氣流
(二)電源連接
TE的MULTI-BEAM XLE配電連接器系統已成為模塊化、熱插拔配電系統的實際連接器標準,支持對于熱插拔至關重要的功能——同一連接器使用交流和直流電源以及每種端子類型的多引腳排序選項。
TE的MULTI-BEAM XLE連接器系統是開放計算項目(OCP)領先電源解決方案的主要組成部分,是完全兼容Open Rack V1規范并且向前兼容Open Rack V2規范的唯一解決方案。
OCP電源電纜組件采用MULTIBEAM XLE連接器
TE的FORGE抽屜式電源連接器可實現電源連接靈活性。FORGE抽屜式連接器是直流電源、交流電源和信號的模塊化電源互連系統。此系統可提供1x5和2x2到2x5配置,每個位置可容納不同的端子。通過模塊化工具即可實現FORGE抽屜式產品定制,進而為不同應用提供所需的準確配置。
模塊化FORGE抽屜式電源連接器系統
(三)背板與內部連接
TE推出的STRADA Whisper互連系統以25Gbps的速度傳輸數據,并且可擴展到56Gbps,工程師無需耗費高昂的成本重新設計背板或中間背板,即可實現高效的下一代系統升級。
該系統在保證信號完整性并節省板內空間的基礎上簡化并改善背板設計。每個差分對單獨屏蔽,插接接口周圍有六個接地連接點,確保出色的信號完整性和EMI性能。插損小于1 dB,在20 GHz之內仍保持線性,且該系統具有比其他壓接式產品更加出色的電氣性能。
STRADA Whisper互連系統
(四)IC和存儲插座
當今數據中心設計趨勢中所采用的更大型、更強勁的處理器需要新一代插座解決方案。其中,免焊、堅固以及可靠的性能必不可少。TE推出的LGA 3647插座首先采用兩片式設計,改善翹曲問題的同時提供了更好的平面度和可靠性。
LGA 3647插座和硬件
與DDR3 DIMM產品系列相比,TE推出的DDR4 DIMM產品系列的間距更小,引腳數量更多,適用于數據中心等需要不間斷運行的重要應用。此產品組合符合JEDEC行業標準,是面向高速數據和云平臺的高效解決方案。
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原文標題:5分鐘了解下一代數據中心連接之挑戰與解決方案,不看后悔(附彩蛋)
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