La demanda de medios online y aplicaciones en un entorno de computación en nube ha aumentado, hace falta un ancho de banda mayor para la comunicación en los centros de datos, las torres de servidores, los conmutadores de red, los centros de telefonía y muchas otras aplicaciones de altas prestaciones. Se ve como aumenta el uso de módulos ópticos en paralelo pues pueden suministrar una mayor densidad de puerto por rack y además un ancho de banda mucho mayor en todas partes. El uso de ópticas paralelas puede, por lo tanto, ayudar a reducir el consumo de energía en los centros de cómputos y a reducir con ello la necesidad de refrigerar lo que reduce a su vez los gastos operativos de los centros de cómputo.

Ahorro de energía
Los módulos ópticos paralelos precisan menos energía para un puerto equivalente de 10G que un módulo de canal individual tal como 10G SFP+ ópticos. Esto se consigue aprovechando un dispositivo ASIC individual en el módulo para soporte de 4 ó 12 vías ópticas. Así se consigue una potencia por línea para un módulo de 12 canales tal como un modulo CXP enchufable que representa solo una cuarta parte de 12 módulos SFP+ individuales. La imagen 1 muestra el ahorro de energía cuando se cambia de un SFP+ a QSP de 4 canales o a módulos CXP de 12 canales.

Para ilustrar el ahorro de energía, consideramos un gran centro de cómputo hipotético con 10.000 servidores. Si esos servidores tienen todos enlaces de 10Gbps con los conmutadores y los routers, necesitarán 10.000 puertos para conectarlos. Si se usan módulos SFP+ el derroche de energía en esos módulos ascendería a 10.000 vatios. Al utilizar módulos paralelos de 12 canales, la potencia se reduciría a 2.500 vatios, lo que representa un ahorro de 7.500 vatios. ¡En todo un mes eso es un ahorro de más de 5.400 kWh de energía o el abastecimiento suficiente para cinco hogares individuales durante un mes!

Al desplazar también las conexiones rack-to-rack de vías individuales a fibra óptica paralela se obtendrá un ahorro adicional de energía.

Eficiencia de refrigeración
De igual forma que se pueden colocar los host de circuitos integrados para una gestión térmica óptima, los módulos ópticos empotrados suministran flexibilidad en el posicionamiento para facilitar la gestión térmica. Un diseño típico de un conmutador top rack de alta capacidad 1RU con fibra óptica montado en el lateral se puede ver en la figura 2.
El aire frío que circula por la parte trasera de la caja se calienta al pasar por los conmutadores IC y los demás componentes del circuito antes de pasar por los módulos montados en el panel frontal, donde el aire sale por los estrechos orificios perforados en la placa frontal. El precalentamiento del aire mediante conmutadores IC con una alta disipación de potencia presenta una ventaja importante para la fibra óptica montada en el lateral y puede limitar la densidad del sistema.

En comparación, los módulos ópticos se pueden colocar de forma que no estén sometidos al aire precalentado y como consumen menos frente en adaptadores MTP que los dispositivos ópticos montados en el lateral, hay más espacio en el frente para que el aire pueda salir. El aire circula a más velocidad por el relé, lo que fomenta la eficacia del ventilador y otros beneficios potenciales.

Para comprender y cuantificar los beneficios prácticos de una implementación óptica empotrada, se ha realizado una simulación comparativa térmica entre un sistema poblado con módulos CXP, similar al ilustrado en la figura 2, y uno poblado con módulos Avago MiniPODTM montados en la placa central. Ambas implementaciones ofrecen la misma capacidad comunicativa óptica y derrochan la misma cantidad de energía, pero los módulos empotrados están colocados óptimamente cerca de la entrada de aire. Esas simulaciones revelaron que los módulos MiniPOD operaban a hasta 13 grados Celsius menos que los equivalentes CXP montados en el panel frontal.

Esta eficacia en la  refrigeración se traduce en una mejor fiabilidad en los dispositivos además de una reducción en los gastos de refrigeración pues el calor se transfiere mejor y hace falta menos equipo de refrigeración.

Productos ópticos paralelos para centros de cómputos
Los productos de Avago Technologies son ejemplos excelentes de productos ópticos paralelos ideales para aplicaciones de centros de cómputo. Los nuevos módulos AFBR-79EIDZ iSR4 QSFP+ de 4-canales y el AFBR-83PDZ CXP enchufable de 12 canales y los módulos empotrados MiniPODTM AFBR-81uVxyZ/AFBR-82uVxyZ ofrecen la densidad de puertos y el ahorro de energía necesarios en los centros de cómputo actuales.
El módulo Avago QSFP+ iSR4 integra cuatro líneas 10G integradas en cada dirección y permiten la interoperabilidad de cuatro enlaces 10G SFP+ para aumentar más de tres veces el ancho de banda sin tarjeta de línea usando un 50 % menos de energía que un módulo SFP+ de una vía.

Los módulos MiniPOD suministran la mayor densidad de panel frontal de la industria con hasta 36 veces la densidad de las soluciones SFP+ estándar. Para los usuarios que necesitan una solución enchufable, los transceptores CXP representan la mitad del coste por vía 10Gbps si se comparan con las soluciones SFP+ enchufables. Ambas soluciones MiniPOD y CXP operan con el 25 % de la energía por cada vía 10Gbps comparadas con los módulos SFP+.

Conclusión
La energía seguirá siendo algo esencial para los centros de cómputo y las soluciones que puedan reducir la energía total y ayuden a administrar la energía continuarán teniendo un valor esencial para los arquitectos de centros de cómputo y los proveedores de equipos. Las soluciones ópticas paralelas desempeñarán un papel esencial en la gestión energética de los centros de cómputo y continuarán mejorando el ahorro de energía a medida que se desarrolle nueva tecnología.

Autor:

Steve Sharp, Corporate Marketing Manager, Avago Technologies

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