Lichtgeschwindigkeit im Datendschungel: Neue Wege der Server-Vernetzung
Der Tanz der Daten: Von effizienten Lichtwellenleitern und hitzigen Steckmodulen
In einem digitalen Ökosystem, in dem Gigabit und Terabit die Währung sind, spielen optische Kabel die Rolle von Straßen, auf denen Daten mit rasender Geschwindigkeit reisen. Diese Glasfaseradern transportieren Ethernetsignale mit bis zu 1,6 Tbit/s über weite Strecken, während elektrooptische Wandler an den Knotenpunkten die Signale entweder elektrisch puffern oder in Lichtsignale verwandeln. Doch das Problem liegt nicht in der Geschwindigkeit, sondern im Stromverbrauch dieser Hightech-Wandler.
Lichtgeschwindigkeit in der Welt der Server-Vernetzung
„Die Übertragung von Ethernetsignalen mit Geschwindigkeiten von 400 oder 800 Gbit/s und bald sogar 1,6 Tbit/s über mehr als wenige Meter erfolgt durch den Einsatz optischer Kabel, sprich Glasfasern oder Lichtwellenleiter (LWL). Je nach Vernetzungstopologie des Rechenzentrums oder Clusters werden verschiedene Versionen dieser Kabel genutzt. Die schnellen Ethernetports von Servern verfügen in der Regel über Steckfassungen (Cages) für standardisierte elektrische Module, die entweder elektrisch weiterleiten (bei kurzen Distanzen) oder die Signale in optische Signale für verschiedene LWL-Typen umwandeln.“ „Die Herausforderung liegt nicht in der Geschwindigkeit, sondern im Stromverbrauch dieser elektrooptischen Wandler. Während die weit verbreiteten SFP-Module (Small Form Factor Pluggable) für 1 Gbit/s und SFP+ für 10 Gbit/s mit weniger als 2 Watt auskommen, benötigen größere Varianten wie der QFSP-DD für 400 Gbit/s und der QFSP-DD800 für 800 Gbit/s über 15 Watt Leistung. Letztere sind mit Kühlrippen ausgestattet, um der bei solchen Geschwindigkeiten entstehenden Hitze entgegenzuwirken.“
STMicroelectronics und die Silizium-Germanium-Fertigungstechnik
„Aus diesem Dilemma des Stromverbrauchs tritt STMicroelectronics nun als Hoffnungsträger hervor. Das Unternehmen setzt auf eine innovative Fertigungstechnik aus Silizium und Germanium, um dem Energieproblem zu begegnen. In Zusammenarbeit mit Partnern wie Amazon AWS arbeitet STMicro an der PIC100-Plattform, die ab 2025 in Modulen für 800 Gbit/s und 1,6 Tbit/s eingesetzt werden soll. Ihr Versprechen lautet: weniger Energieverbrauch, weniger Hitze, mehr Leistung.“
Chiplets als Hoffnungsträger der Server-Bühne
„Neben den optischen Netzwerken sollen auch Chiplets, kleine multifunktionale Chips, von Innovationen profitieren. Man strebt eine Welt an, in der Transceivermodule direkt in Prozessoren und Rechenbeschleuniger integriert sind. Chiplets sollen die Flexibilität erhöhen, Server an verschiedene Netzwerktopologien anzupassen – ein Tanz der Daten, bei dem Effizienz und Anpassungsfähigkeit Hand in Hand gehen.“
Eine nachhaltige Zukunft der Server-Vernetzung?
„Während die Server-Welt weiterhin nach Lösungen sucht, um den Energieverbrauch zu reduzieren, scheint die Zukunft hoffnungsvoll. Durch technologische Innovationen und kreative Ansätze versucht man, den stetig wachsenden Energiebedarf der digitalen Ära zu bewältigen. Vielleicht liegt am Ende des Datendschungels wirklich ein strahlendes Licht, das den Weg zu einer nachhaltigen Server-Vernetzung weist…“
