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2020/7/29 16:47

開啟擁抱400GE浪潮,引領全新代際:全面解讀華為新一代400GE數據中心交換機

C114通信網  蔣均牧

C114訊 7月29日專稿(蔣均牧)作為帶動經濟增長、對沖疫情影響,以及賦能千行百業、助力經濟社會高質量發展的重要手段,加快新型基礎設施建設已成我國立足當前、著眼未來的重大戰略部署,并首次被寫入兩會政府工作報告之中。數據中心、智算中心等算力基礎設施作為“新基建”的主要方向之一,也備受全社會關注。

在數據中心升級改造過程中,對網絡提出了支撐千行百業業務快速創新,承載海量數據聯接的迫切訴求。從100GE遷移到400GE、由SDN向“+智能”的運維進一步演進,成為數據中心網絡未來發展的必由之路。

在7月24日的華為數據通信創新技術峰會活動上,華為數據通信產品線總裁胡克文面向全球發布了華為CloudEngine 16800新一代400GE數據中心交換機,基于業界領先的新平臺、新光接口和新智能,實現了數據中心網絡的智能超寬、智能聯接和智能運維,使能“新基建”各領域高效協同,加快行業數字化轉型步伐。

數據中心網絡加速邁向新時代

今年以來,“新基建”浪潮席卷大江南北,為全社會、全行業的網絡化、數字化、智能化轉型注入澎湃動力,牽引萬物互聯的智能時代加速到來。在新型基礎設施中,數據中心作為算力引擎以及數據中樞,相當于智能世界的大腦,重要性毋庸置疑。

隨著智能時代的到來,數據中心網絡面臨三大挑戰。胡克文指出,首先是數據流量激增,導致帶寬不足。5G、VR/AR、自動駕駛、物聯網、人工智能等層出不窮的數字化應用,教育、醫療、辦公等用戶線上與線下的結合,在影響和改變人們生活生產方式的同時,也帶來了新一輪的數據增長。IDC《世界的數字化——從邊緣到核心》調研報告指出,到2025年,全球每年產生的數據將增至175ZB,復合年增長率高達61%。按照這樣的增長趨勢,現有100GE的帶寬很快就將難以為繼。

其次是算力損失嚴重。要將數據充分利用起來、挖掘出其中的價值,算力是關鍵。但傳統以太網0.1%的丟包率,導致AI算力只能發揮50%,這在算力本身就存在嚴重供需不平衡的當前尤其顯得觸目驚心。

最后是運維自動化需求高漲。隨著部署場景的多樣化、承載的應用越來越多,網絡的規模和復雜度也與日俱增,運維工作逐漸超出了人力所及。SDN只解決自動發放的問題,規劃/校檢/故障定位仍有賴于人工,數據中心網絡亟需全面自動化的新智能運維方案。

正如移動通信已經進入以5G NR技術為代表的5G時代,數據中心網絡也迎來了代際更替,在經歷了虛機時代和云計算時代后,加速邁向智能IP時代。新一代數據中心網絡需具備400GE智能超寬、零丟包智能聯接和自動駕駛網絡(ADN)的智能運維三大特征——核心節點至少支持768x400GE,滿足未來5-10年演進訴求;智能無損自動優化,零丟包低時延,100%發揮AI算力;意圖驅動網絡全自動部署,智能運維實現故障處理全自動閉環。

新平臺、新光接口、新智能

正如胡克文所言,“創新是華為之魂,在每一代產品上都追求極致創新”。作為此次深圳活動上的一大主角,華為CloudEngine 16800新一代400GE數據中心交換機在平臺、光接口和運維體系方面均作出了跨時代的創新,從而滿足了智能超寬、智能聯接和智能運維的訴求。

首先,面向智能超寬的訴求,CloudEngine 16800新一代400GE數據中心交換機的新平臺硬件方面在極致工藝、高速信息傳輸損耗、單位Gbit功耗等領域取得技術突破,實現單機提供業界最大的768端口400GE交換容量;軟件方面在自動化配置、路由協議和智能數據分析等功能取得技術突破,提升設備集成度和網絡可視化,滿足智能時代數據中心算力倍增和超大規模組網的需求。在算力云等場景因為新一代400GE大規模組網降低了業務通信復雜度,帶來算力收益大幅提升。

活動上,華為與泰爾實驗室聯合宣布,新一代旗艦級數據中心交換機CloudEngine 16800滿框768個400GE在蛇形組網下轉發性能通過了嚴格檢測,完成256字節包L2線速轉發無丟包。這是目前業界最大規模的400GE測試,充分彰顯了CloudEngine 16800業界領先的400GE性能。

其新光接口基于光器件在多層集成電路、信號處理智能光引擎和智能故障預測方面的技術突破,實現400GE光模塊傳輸能耗降低15%,傳輸距離提升5倍和90%光鏈路風險主動識別,確保算力永續。

面向智能聯接的訴求,華為CloudEngine 16800新一代400GE數據中心交換機包含獨創智能無損算法,實現網絡零丟包,可提升數據計算效率27%,數據存儲效率30%,保障業務體驗。同時,實現計算、存儲和業務三張網合一,可降低TCO 30%。當前全球已有超100家數據中心完成零丟包智能無損網絡的部署。

面向智能運維的訴求,它基于新智能運維,實現了業界唯一L3級數據中心全生命周期自動駕駛網絡,并在1分鐘故障感知、3分鐘故障定位和5分鐘故障修復的智能運維能力上實現未知故障提前預測,將故障自動定位率提升到98%,降低OPEX 43%。

引領時代背后的黑科技

追求創新需要持續而龐大的投入作為底氣。華為此前發布的年報顯示,其2019年的研發費用支出達到人民幣1317億元,約占全年收入的15.3%,近十年累計投入的研發費用超過6000億元;從事研究與開發的人員約9.6萬名,約占公司總人數的49%。這樣的“舍得”,使得這家公司的“武器庫”異常充沛。

那么在CloudEngine 16800新一代400GE數據中心交換機這樣一款引領時代的設備的背后,又有哪些黑科技“武器”支撐?讓我們來探究一下。

從100GE到高密400GE,首先考驗的是信號高速傳輸能力。400GE接口設備內互連信號速率是53Gbps,信號的頻率每翻一倍,PCB線路板信號衰減就會增大20%以上,傳統的電路板由于采用的是普通銅箔材料及制造工藝問題,當信號傳輸速率提升時損耗和高頻干擾非常嚴重,存在速率極限。華為采用新型亞微米無損材料及高分子鍵合技術的制作工藝,將電信號的傳輸效率提升30%,滿足100GE到400GE甚至800GE全生命周期兼容和能力演進。

在能效方面,華為提出業界首個雙路輸入智能切換的電源模塊,采用磁吹滅弧和大勵磁技術實現ms級快速切換,21個電源模塊就可實現原來40個模塊所達到的供電能力和可靠性,電源空間節省50%。同時,在線路板上采用矩陣磁和高頻磁技術,能夠在兩個拇指大小的空間內提供1600W供電能力,使得單位空間的供電效率提升了90%。

超高密并不能依靠簡單的硬件堆疊實現,散熱是必須解決的問題,也與整張網絡的表現息息相關。CloudEngine 16800新一代400GE數據中心交換機從單板和系統兩個層級雙管齊下予以解決。單板散熱方面,芯片會產生熱量,如何將這些熱量均勻導出單板并散發出去是散熱設計的關鍵。CloudEngine 16800采用獨有的碳納米導熱墊和VC相變散熱技術,散熱效率較業界提升4倍,整機可靠性提升20%。整機散熱方面,華為采用了業界首創的混流風扇,使得整機散熱效率達到最佳。與業界相比,平均每比特數據的功耗降低50%,相當于每臺每年節省32萬度電,約合26萬元電費,減少碳排放250余噸。加上其獨有的磁導率馬達,靜音導流環噪音降低6dB,真正做到了綠色節能。

在全球數據中心交換機廠商中,華為已連續七年復合增長率第一,發展勢頭強勁,市場份額亦已位居中國第一、全球前三。其數據中心網絡還曾兩次榮獲Gartner“客戶之選”榮譽稱號,該獎項標志客戶的真實反饋。而此次CloudEngine 16800新一代400GE數據中心交換機的推出,更是開啟了數據中心網絡擁抱400GE的潮流、引領了一個全新的代際。在接下來的時間里,CloudEngine 16800將有怎樣的出色表現,又將如何助力“新基建”、帶來更多商業場景創新,值得我們期待。

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寫得不太好

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