C114訊 6月7日消息（水易）當(dāng)前，算力是支撐數(shù)字經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展的重要“底座”，企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，各行各業(yè)數(shù)字經(jīng)濟(jì)的落地都離不開算力，同時(shí)以生成式AI為代表的大模型對(duì)算力需求已超過(guò)摩爾定律增長(zhǎng)。
而算力需求的持續(xù)增長(zhǎng)，給碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)帶來(lái)一定壓力，畢竟數(shù)據(jù)中心是能耗大戶。這一背景下，發(fā)展“綠色計(jì)算”，建設(shè)低碳數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施成為“減碳”新方向。
日前，由CIOE中國(guó)光博會(huì)與C114通信網(wǎng)聯(lián)合推出的“2023中國(guó)光通信高質(zhì)量發(fā)展論壇”系列活動(dòng)之“數(shù)據(jù)中心光互連技術(shù)研討會(huì)”在北京舉辦。阿里云計(jì)算有限公司技術(shù)專家王鵬介紹了綠色光互聯(lián)技術(shù)方案探索與應(yīng)用實(shí)踐。
王鵬介紹，典型數(shù)據(jù)中心能耗構(gòu)成中，IT設(shè)備功耗占比超過(guò)50%，其中網(wǎng)絡(luò)設(shè)備能耗在IT設(shè)備能耗中占比約10%。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中光模塊能耗占比一般接近40%。
具體到光模塊的功耗演進(jìn)，可插拔光模塊從10G演進(jìn)到800G，模塊功耗提升近26倍。從50G PAM4/lane光模塊開始，電芯片DSP/CDR with driver功耗在可插拔光模塊中的占比超過(guò)60%。
王鵬表示，目前業(yè)界對(duì)于綠色光互聯(lián)技術(shù)探索主要從光模塊功耗、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)，以及系統(tǒng)散熱方案三方面入手。
降低光模塊功耗方面，包括采用先進(jìn)制程和工藝，降低電芯片DSP/CDR功耗，或是采用線性驅(qū)動(dòng)LPO方案，取消電芯片DSP/CDR；或采用NPO、CPO等密集封裝形態(tài)；或降低驅(qū)動(dòng)電壓、降低插入損耗，提高Laser電光效率和耦合效率等。
實(shí)際情況來(lái)看，采用先進(jìn)制程DSP的功耗和工藝將會(huì)大幅降低芯片功耗，不過(guò)隨著半導(dǎo)體制程逼近物理極限，功耗下降區(qū)間越來(lái)越小。其次，以800G DR8方案進(jìn)行舉例，不同的技術(shù)方案功耗上也會(huì)有差異，TFLN方案功耗略低于EML，EML方案功耗略低于SiPh；而采用LPO方案的DR和SR模塊功耗分別降低至少35%～50%。最后，以單端口800G帶寬為例，NPO switch相比Pluggable switch光互聯(lián)功耗可以降低至少10%以上；而CPO switch相比Pluggable switch光互聯(lián)功耗可以降低至少50%以上。
網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)方面，采用小架構(gòu)建設(shè)，降低光互聯(lián)距離，用多模光模塊代替單模光模塊；采用高帶寬交換芯片代替低帶寬芯片堆疊；采用光交換代替電交換機(jī)。
實(shí)際情況來(lái)看，部分業(yè)務(wù)場(chǎng)景中，不追求極大規(guī)模集群建設(shè)，采用更經(jīng)濟(jì)的小集群建設(shè)，400G及以下速率采用多模光模塊可以降低光互聯(lián)功耗。以200G和400G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)為例，全部采用多模光模塊相比單模光模塊（同代產(chǎn)品）功耗分別下降至少30%和20%。
對(duì)單芯片交換機(jī)來(lái)說(shuō)，芯片帶寬翻倍，組網(wǎng)規(guī)模變?yōu)樵瓉?lái)的六分之一，光模塊總功耗下降至少65%。以51.2T交換芯片為例，單臺(tái)51.2T交換機(jī)相比6臺(tái)25.6T交換機(jī)，整機(jī)總功耗下降至少70%。另外，在傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)中，若將Spine層電交換機(jī)替換為光交換開關(guān)（Optical Circuit Switch，簡(jiǎn)稱OCS），總功耗可以降低至少40%以上。
系統(tǒng)散熱方案方面，降低工作環(huán)境溫度，可以降低系統(tǒng)功耗；采用浸沒式液冷技術(shù)，使用浸沒式液冷光模塊。
王鵬表示，目前，阿里巴巴已自主完成100G和200G浸沒式液冷光模塊方案開發(fā)及部署，具備400G及更高速率方案開發(fā)能力。據(jù)了解，阿里單相全浸沒式液冷能夠?qū)崿F(xiàn)全局冷卻、高效換熱，PUE值低至1.09。初步估算，如果全國(guó)的數(shù)據(jù)中心都采用浸沒液冷技術(shù)，預(yù)計(jì)到2025年，一年可節(jié)省上千億度電。
從阿里云的實(shí)踐看，阿里巴巴張北云數(shù)據(jù)中心，是互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)第一個(gè)浸沒式液冷生產(chǎn)集群，全局自然冷卻，局部PUE可達(dá)1.04；阿里巴巴仁和液冷數(shù)據(jù)中心，是國(guó)內(nèi)最大規(guī)模浸沒式液冷生產(chǎn)集群，全中國(guó)首座綠色等級(jí)達(dá)5A的液冷數(shù)據(jù)中心，全球首座全年平均PUE 1.09的綠色數(shù)據(jù)中心。
王鵬表示，面向未來(lái)，阿里云將攜手產(chǎn)業(yè)各方共建生態(tài)，促進(jìn)數(shù)據(jù)中心綠色轉(zhuǎn)型。秉承技術(shù)驅(qū)動(dòng)，倡導(dǎo)節(jié)能減排，讓綠色光互聯(lián)技術(shù)助力低碳綠色數(shù)據(jù)中心建設(shè)。 
