Луч света в серверном царстве

Корпорация Intel сделала очеред­ные шаги на пути к применению во­локонно-оптических технологий для передачи данных внутри ком­пьютера. Эти технологии имеют все шансы заменить более медлен­ную передачу данных по обычным проводам, используемую сейчас в большинстве компьютеров.

Кремниевая фотоника найдет при­менение на уровне системных плат и стоек. Свет будет использо­ваться для передачи данных между системами хранения, сете­выми устройствами и вычислитель­ными системами. Оптический спо­соб считается наиболее быстрым способом передачи данных, намного опережая по скорости передачу по медным проводам.

«Кремниевая фотоника станет элементом серверов нового поколения, для кото­рых потребуются также более производительные сетевые системы, системы хра­нения данных и процессорные модули», — утверждает Джастин Раттнер, техни­ческий директор Intel.

В партнерстве с Quanta Computer в корпорации подготовили прототип сервер­ной стойки, данные в которой передаются с помощью оптических модулей. В сервере используются изготовленные Intel «коммутаторы на кристалле», а также ее серверные процессоры семейств Xeon и Atom.

Созданная архитектура стойки с использованием кремниевой фотоники стала плодом более чем десятилетних усилий Intel Labs. Эта технология обеспечит пе­редачу данных на скоростях до 100 Гбит/с. Повышение скорости передачи будет сопровождаться снижением энергопотребления по сравнению с передачей дан­ных по медным проводам. Технология позволит также консолидировать источни­ки питания и вентиляторы в центре обработки данных, что снизит затраты на комплектующие.

Исследования Intel направлены на разработку методов производства устройств, основанных на технологиях кремниевой фотоники. Сейчас корпорация создает модули, способные передавать данные со скоростью 100 Гбит/с. Небольшое число клиентов уже получили такие модули для тестирования.

Использование кремниевой фотоники может привести к пересмотру серверной архитектуры в принципе, полагает Раттнер. Когда будет окончательно доработа­на инфраструктура, архитектура серверов может измениться и более радикально.

Широкополосные оптоволоконные соединения лягут в основу новых методов ком­поновки компьютерных стоек. Процессоры, коммутаторы и другие модули будут взаимодействовать для управления энергопотреблением, поддержки протоко­лов, балансировки нагрузки и установления связи для поддержки высокоскорост­ных протоколов обмена данными.

Решающее значение здесь будет иметь этап «внедрения кремниевой фотоники не только в качестве среды передачи данных на уровне стойки, но и вовне ее», считает Раттнер.

Intel уже использует волоконную оптику с разъемами Thunderbolt, которые, как и USB 3.0, применяются для передачи данных между хостами и периферийными устройствами. Известно несколько протоколов высокоскоростного обмена данны­ми — InfiniBand, Ethernet и PCI-Express. В Intel планируют реализовывать техноло­гию InfiniBand непосредственно в своих микросхемах, что позволит повысить ско­рость обмена данными на уровне процессора.

«Замена медных проводов на оптику — это вопрос времени», — сказал Дин Мак­кэррон, директор аналитической фирмы Mercury Research. — Мы станем свиде­телями использования фотоники в коммуникационной структуре серверов».

В высокоскоростных сетях используются оптические технологии, и до сих пор пропускная способность серверов оставалась адекватной, отметил Маккэррон. Но чем больше данных передается по сетям, тем больше потребность в повыше­нии скорости разъемов. Именно здесь и найдет свое место фотоника.

Поначалу практическая реализация технологии может потребовать больших за­трат, кроме того, нужно будет разрабатывать протоколы, поддерживающие высо­кие скорости передачи данных. «Со временем сигнальная система обмена дан­ными достигнет очень высокой сложности, и переход к фотонике будет иметь прямой смысл, — подчеркнул Маккэррон. — Стимулом здесь будет возможность адекватной по затратам реализации высокоскоростных систем».