C114訊 6月7日消息（水易）當前，算力是支撐數字經濟蓬勃發(fā)展的重要“底座”，企業(yè)的數字化轉型，各行各業(yè)數字經濟的落地都離不開算力，同時以生成式AI為代表的大模型對算力需求已超過摩爾定律增長。
而算力需求的持續(xù)增長，給碳達峰、碳中和目標帶來一定壓力，畢竟數據中心是能耗大戶。這一背景下，發(fā)展“綠色計算”，建設低碳數字基礎設施成為“減碳”新方向。
日前，由CIOE中國光博會與C114通信網聯(lián)合推出的“2023中國光通信高質量發(fā)展論壇”系列活動之“數據中心光互連技術研討會”在北京舉辦。阿里云計算有限公司技術專家王鵬介紹了綠色光互聯(lián)技術方案探索與應用實踐。
王鵬介紹，典型數據中心能耗構成中，IT設備功耗占比超過50%，其中網絡設備能耗在IT設備能耗中占比約10%。網絡設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，可插拔光模塊從10G演進到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60%。
王鵬表示，目前業(yè)界對于綠色光互聯(lián)技術探索主要從光模塊功耗、網絡架構設計，以及系統(tǒng)散熱方案三方面入手。
降低光模塊功耗方面，包括采用先進制程和工藝，降低電芯片DSP/CDR功耗，或是采用線性驅動LPO方案，取消電芯片DSP/CDR；或采用NPO、CPO等密集封裝形態(tài)；或降低驅動電壓、降低插入損耗，提高Laser電光效率和耦合效率等。
實際情況來看，采用先進制程DSP的功耗和工藝將會大幅降低芯片功耗，不過隨著半導體制程逼近物理極限，功耗下降區(qū)間越來越小。其次，以800G DR8方案進行舉例，不同的技術方案功耗上也會有差異，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。
網絡架構設計方面，采用小架構建設，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。
實際情況來看，部分業(yè)務場景中，不追求極大規(guī)模集群建設，采用更經濟的小集群建設，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網絡架構為例，全部采用多模光模塊相比單模光模塊（同代產品）功耗分別下降至少30%和20%。
對單芯片交換機來說，芯片帶寬翻倍，組網規(guī)模變?yōu)樵瓉淼牧种唬饽K總功耗下降至少65%。以51.2T交換芯片為例，單臺51.2T交換機相比6臺25.6T交換機，整機總功耗下降至少70%。另外，在傳統(tǒng)數據中心網絡中，若將Spine層電交換機替換為光交換開關（Optical Circuit Switch，簡稱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，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。據了解，阿里單相全浸沒式液冷能夠實現(xiàn)全局冷卻、高效換熱，PUE值低至1.09。初步估算，如果全國的數據中心都采用浸沒液冷技術，預計到2025年，一年可節(jié)省上千億度電。
從阿里云的實踐看，阿里巴巴張北云數據中心，是互聯(lián)網行業(yè)第一個浸沒式液冷生產集群，全局自然冷卻，局部PUE可達1.04；阿里巴巴仁和液冷數據中心，是國內最大規(guī)模浸沒式液冷生產集群，全中國首座綠色等級達5A的液冷數據中心，全球首座全年平均PUE 1.09的綠色數據中心。
王鵬表示，面向未來，阿里云將攜手產業(yè)各方共建生態(tài)，促進數據中心綠色轉型。秉承技術驅動，倡導節(jié)能減排，讓綠色光互聯(lián)技術助力低碳綠色數據中心建設。 
