新易盛张金双：低功耗高速光模块助力新型数据中心建设

最近几年来，世界各国都开始了数字化战略布局数据中心等数字基础设施发展迅速中国的数字经济也在逆势崛起可是，中国的计算能力和数据处理能力仍然分布不均

为此，我国创造性地启动了东西计算工程，掀起了新一轮数据中心建设浪潮预计在未来五年内，数据中心机架的数量将翻一番

在今天举行的2022中国光通信高质量发展论坛上，成都新一声通信技术有限公司业务发展总监张进双发表演讲，谈及数据中心网络互联的关键器件——高速光模块技术的发展趋势。

数据中心建设推动高速光模块需求。

张进双认为，建设新的数据中心，需要关注三个关键点:第一是建设规模计算能力，引导大型和超大型数据中心向枢纽聚集，形成数据中心集群，提升整体计算能力规模和效率，二是高速互联，打通高速数据传输网络，加强云网融合和云协同，促进东西部计算能力的高效互补和协同，三是绿色集约，支持数据中心节能减排，用可再生能源供电。

作为数据中心的核心资产，IT设备的服务器，存储和网络设备需要通过光模块互联，完成高速的数据处理和流转伴随着数据中心用户数据流量的增加，以太网的带宽也在向高速方向演进，这直接导致了对高速光模块需求的增加

在数据中心内部互联中，光连接从100G逐渐发展到2km以下的200G/400G/800G，数据中心不同域和园区之间的互联，特别是小型化相干光模块的引入，也推动了数据中心互联从100G向800G的演进。

张进双指出，光模块的发展离不开标准和规范的制定只有遵循相同的规范和指标，不同厂商之间的光模块才能实现更好的互连

根据消息显示，各大标准组织都积极出台了800G光模块的技术规范其中，国际标准组织IEEE 802.3以太网工作组于2021年底成立了P802.3df项目，启动了800G/1.6T以太网技术标准的研究

技术创新助力光模块低功耗发展

一直以来，数据中心都是能源消耗大户根据预测，到2030年，数据中心的耗电量将占全球总耗电量的3%~13%2021年7月，工信部发文要求，新建大型及以上数据中心的PUE要降到1.3甚至1.25以下IT设备的节能设计，尤其是能耗比例伴随着带宽的增加而增加的交换设备，逐渐被提上日程

根据微软的数据，光模块的功耗占交换设备的50%以上，业界一直在研究降低光模块功耗的课题张进双介绍，为了降低光模块的功耗，目前主要考虑芯片器件的节能和模块的整体设计优化

第一，数字处理芯片的工艺升级在光模块中，DSP芯片的功耗占50%以上在业界的努力下，DSP芯片的处理工艺已经从16nm降低到7nm和5nm，从而降低了15—25%的功耗

第二，开发始发芯片技术方案发射机芯片的功耗也是光模块功耗的重要组成部分业界通过不同方案的研究，正在向更高速的单波200G发展，同时考虑功耗设计目前微环和铌酸锂方案在带宽和功耗方面表现不错，特别是业界已经论证了超过300G—PAM8，但铌酸锂方案目前成熟度相对较低而在产业链中配合较好的III—V电吸收方案，在带宽和功耗方面并不尽如人意光学MZ方案需要各方面的努力

第三，光模块电路版图设计的优化和光封装的高度集成从分立器件到高度集成的器件，从可插拔到共封装的CPO，尤其是在未来，3.2T速率的CPO将是一个重要的选择，具有降低15%—30%功耗的潜力