灵活的连接和供电是当今数据中心设计的核心

李倩 发表于 2018-09-17 09:49:17 收藏 已收藏
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灵活的连接和供电是当今数据中心设计的核心

李倩 发表于 2018-09-17 09:49:17

在这个万物互联的时代,固网和移动互联网通信数据流量以及数据存储需求正在以难以置信的速度增长。根据Gartner的统计,截至2020年,物联网(IoT)连接设备数量有望超过200亿。2016思科Cisco's Visual Networking Index预测,全球月均移动数据通信数据流量将在2015年到2020年之间增长8倍,达到30.6 EB。

灵活的连接和供电是当今数据中心设计的核心

固网和移动数据流量不断增长的需求推动了数据中心的数量和规模增加,这种新一代的数据中心需要更高速的连接以及更强大的电源支持。新的系统架构设计可以满足这类需求,同时下一代信号和电源连接器也可支持这种具有前瞻性的设计需求。

(一)数据灵活性的需求

在数据中心内,数据链路被提升到了更高的速度。25Gbps甚至50Gbps的数据链路正在迅速取代10Gbps的链路。数据速率提升可采用高速单链路设计,也可使用设计并行多高速链路提供更高的聚合速度。例如,4条25Gbps链路可实现单链路100Gbps的速率需求。

按照之前做法,设计人员需要设计多种信号路径。如今,设计人员将面对更为复杂的信号传输路径设计,分散式架构正推动着数据流量处理方式的创新。各机架、服务器之间不断增加的连接量推进了leaf and spine架构的应用,这种架构需要更大型的高密度交换机以及大量的内部和外部端口。

然而,数据链路的提升却伴随着难以平衡的矛盾。随着数据速率的增长,信号可有效传输的距离会缩小。相对于信号速率的提升,中继系统的需求或更为紧凑的设计需求显得微不足道。系统架构师必须谨慎考虑包括尺寸、重量、功耗、成本和性能在内的多个因素,确保做出最佳组合选择。

(二)不断增长的电力需求

随着单个机架功耗(及热损耗)大幅攀升,导致两个相互关联的问题:提供更高电力,解决拥挤机箱内的电源和有源电子部件的散热。

由于大数据中心以及机架物理结构内(以及每个机架系统内的板连接处)均需要电流,因此需要许多电缆和相关连接器来满足电源通路设计。

对于单个连接器,即使很小的接触电阻和压降(IR损失)都会导致电源效率降低并增加散热(I2R),因此连接器处的温升必须保持到适度水平(通常30°C以下)以确保安全和性能。此外,对于支持板件“热插拔”(即在电源接通时拔出或插入)的连接器不断增加的需求带来了进一步的挑战。如果连接器不具备最佳的接触材料和特性,将导致供电时序和接触疲劳问题。

TE高数数据中心连接解决方案

数据中心日益增长的需求带来了对全面创新的要求,TE数据与终端设备事业部拥有市面上种类齐全、适合各类电子应用的多种连接器、插座、天线和电缆组件,并为您提供领先的解决方案。

(一)I/O和铜缆组件

为了应对大容量高速数据需求,TE推出zQSFP+互连系统和QSFP28铜缆组件,可作为以太网、光纤通道和InfiniBand所需光纤的高速、高性价比替代品。zQSFP+互连系统采用符合工业标准的可升级设计,数据速率提高为28Gbps,向下兼容QSFP/QSFP+电缆和收发器,可帮助用户轻松地由10Gbps系统升级为28Gbps。完善的互连产品组合可提供便捷、可定制、种类齐全的设计选项,从而满足大部分客户需求。

zQSFP+直连铜缆组件

TE已扩展QSFP+电缆组件产品系列,添加了能够解决众多数据通信布线问题的选项。除了标准的30、28和26AWG QSFP+ 10 Gbps TurboTwin产品外,还推出采用细线TurboTwin 33AWG 8对电缆的QSFP+组件。

此类细电缆方案可满足高密度机架内部应用对于超薄、轻巧和高度灵活的无源布线解决方案的需求。

对于单个机架单元中的一些最高数据速率,TE的microQSFP连接器可在相当于SFP的小型尺寸中实现QSFP28及以上性能,密度相比QSFP提高了30%,可在标准线路卡上安装最多72个端口,大幅节省设计空间。

与目前市场中的其他可插拔解决方案相比,TE为microQSFP产品开发的集成模块散热解决方案大幅提升了散热性能,同时减少设备冷却所需的能源,并简化总体系统散热设计。革命性设计几乎将整个面板置于设备的可用气流中,并显著提高了连接器和所有其他内部元件的冷却效率。

microQSFP集成散热器可为连接的应用提供大量冷却气流

(二)电源连接

TE的MULTI-BEAM XLE配电连接器系统已成为模块化、热插拔配电系统的实际连接器标准,支持对于热插拔至关重要的功能——同一连接器使用交流和直流电源以及每种端子类型的多引脚排序选项。

TE的MULTI-BEAM XLE连接器系统是开放计算项目(OCP)领先电源解决方案的主要组成部分,是完全兼容Open Rack V1规范并且向前兼容Open Rack V2规范的唯一解决方案。

OCP电源电缆组件采用MULTIBEAM XLE连接器

TE的FORGE抽屉式电源连接器可实现电源连接灵活性。FORGE抽屉式连接器是直流电源、交流电源和信号的模块化电源互连系统。此系统可提供1x5和2x2到2x5配置,每个位置可容纳不同的端子。通过模块化工具即可实现FORGE抽屉式产品定制,进而为不同应用提供所需的准确配置。

模块化FORGE抽屉式电源连接器系统

(三)背板与内部连接

TE推出的STRADA Whisper互连系统以25Gbps的速度传输数据,并且可扩展到56Gbps,工程师无需耗费高昂的成本重新设计背板或中间背板,即可实现高效的下一代系统升级。

该系统在保证信号完整性并节省板内空间的基础上简化并改善背板设计。每个差分对单独屏蔽,插接接口周围有六个接地连接点,确保出色的信号完整性和EMI性能。插损小于1 dB,在20 GHz之内仍保持线性,且该系统具有比其他压接式产品更加出色的电气性能。

STRADA Whisper互连系统

(四)IC和存储插座

当今数据中心设计趋势中所采用的更大型、更强劲的处理器需要新一代插座解决方案。其中,免焊、坚固以及可靠的性能必不可少。TE推出的LGA 3647插座首先采用两片式设计,改善翘曲问题的同时提供了更好的平面度和可靠性。

LGA 3647插座和硬件

与DDR3 DIMM产品系列相比,TE推出的DDR4 DIMM产品系列的间距更小,引脚数量更多,适用于数据中心等需要不间断运行的重要应用。此产品组合符合JEDEC行业标准,是面向高速数据和云平台的高效解决方案。

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