有線通訊設備

有線通訊設備

一切即資料,資料即一切

Tektronix 的 Sarah Boen 和 David Akerson 討論了塑造資料中心和有線通訊設備市場的大趨勢。

隨著連線裝置和感應器迅速普及,我們正在產生前所未有的大量資料,且這種趨勢預計還會繼續。在資料呈現指數增長的世界中,產生了一些具有挑戰性的問題:我們要在哪裡儲存資料、如何視需要於適當位置取得資料,以及如何快速存取資料以從中獲取價值?

在物聯網世界中所產生的數位化和感測化資料,已造成資料量大幅激增。

Boen 表示,「舉例來說,當您搭乘飛機時,從飛機上的所有感應器所傳送的資料量即相當龐大。波音的環保驗證機 (ecoDemonstrator) 787 每個航班使用超過 140,000 個資料點,產生了數 TB 的資料。所有這些資料都需要輸入資料中心,並即時快速處理。隨著每天有超過 100,000 次的商業航班,因而產生了大量資料,而這只是每天產生大量資訊的僅僅一例。」

「過去十年來,資料中心業者必須理解的資料量已發生了巨大變化。在此時間範圍內,業界已從管理數 GB 計的資料流程,改為談論以 EB 和 ZB 為計量單位的資料」Akerson 說道,「這些資料具有巨大潛力,讓企業運營可以更有效率且有利可圖,並在某些情況下向終端使用者提供新的服務。」

截至目前,即時擷取這些資料值仍在技術上受到限制。在未來十年內,Tektronix 預測將出現新技術,讓組織可以更妥善利用這些資料所提供的潛力。

常用資料。為 PCI Express 做好準備

資料中心的第二個趨勢,即採用 PCI Express 作為儲存介面。這主要受到 PCI Express 的效能優勢所驅動,能夠提供更快資料傳輸速度和更低的延遲,並對組織的效率和獲利能力帶來顯著影響。

來源:IDC,2017

Akerson 解釋說:「在五年前,PCI Express 儲存裝置並不是主要的儲存介面,但這項技術在通量和低延遲方面的效能優勢已不斷增長,並將繼續加速其應用發展。」「為了說明儲存裝置為何越來越受到關注,亞馬遜公司做了一項研究,發現每 100 毫秒的延遲,會導致損失 1% 的銷售額。Google 則發現,搜尋頁面的產生時間每增加 500 毫秒的額外延遲,會使流量減少 20%。另一項研究則顯示,如果經紀商的電子交易平台比競爭對手慢 5 毫秒,則可能因此每毫秒損失 400 萬美元。對於這些公司而言,傳統介面是不夠的,因而促使他們轉為使用基於 NAND 的 PCI Express 介面儲存裝置。」

 

「連網的 SSD 裝置數量正在讓傳輸和儲存的資料量不斷增長。」

 

Boen 表示:「無論組織將資料儲存於雲端或本機,在低延遲的情況下傳輸大量資料的挑戰,將持續驅動儲存裝置介面標準的發展,並引入新的技術。」「隨著第 4 代 PCI Express (16 GT/s) 儲存裝置產品發展,以及第 5 代 PCI Express (32GT / s) 即將出現,PCIe Express 等儲存介面和標準正在快速發展。為了跟上發展速度,SCSI 商業協會已宣布推出 24G 串列連接 SCSI (SAS4) 規格。」

Boen 提到,「對於使用這類技術的製造商而言,還有一項需考慮的因素。」「雖然這些產品具有優異的效能優勢,但是這些新技術卻受到資料中心的金科玉律影響:資料中心業者希望將一切保持低成本、低功耗。「這些是他們的主要驅動力。」

新技術帶來新複雜性

隨著儲存和伺服器技術不斷變更,網路通訊技術正在經歷類似的巨大變化,以提供更快的資料傳輸。面對這些變化,其複雜程度已經並將繼續增加。

NRZ 與 PAM4 之比較

PAM4 等調變配置,已成為越來越普遍的 NRZ 替代品。雖然 PAM4 已增加傳輸速率,但代價是出現訊號雜訊和額外的測試成本。Akerson 說明:「對於開發者而言,PAM4 接收器的測試數量比 NRZ 高出 10 倍。如果您是一家正在設計 PAM4 接收器的公司,最大的挑戰便是如何快速產出產品,並且減少測試時間成本?」

製造商所面臨的主要挑戰在於使用技術的不確定性。Boen 表示:「目前對技術的可行性難以確定,使得不少製造商必須採用多種技術。如果您觀察不同客戶的藍圖,您將看到 28GBd PAM4 和 56GBd NRZ,這是傳統的訊號傳輸方法。」

「他們押下雙管齊下的賭注,由於不確定哪個技術具有最高的可行性,且訊號傳輸技術在某些應用中,可能會比其他應用可行性更高。」根據 Boen 所說明,製造商正嘗試透過一些方式來適應這些複雜性。「他們所做的第一件事是預先模擬技術的發展。這包括對現有產品進行超頻,以檢視快速執行下的運作情形。」

不再等待標準建立

資料中心和有線通訊設備的另一廣泛趨勢,便是爭相競逐推動技術變革的角色。Boen 對此說明:「在過去,資料中心互連實際上是由 IEEE 或 OIF-CEI 所驅動。」她說道,現在的大型資料中心業者,如 Amazon、Apple、Facebook、Google 和 Microsoft 都在致力推動技術發展,而不一定會等到標準建立完成。

Boen 表示:「雖然全球像 Amazon、Google 和 Facebook 這樣的科技巨擘都是標準制定組織的積極參與者,但他們同時也在推動內部技術開發,並在某些情況下定義技術標準。」「他們是這類組織的委員會成員,以此推動技術發展,但由於標準制定組織往往行事緩慢,這使得推動技術更快速發展的公司集團紛紛採用多源協議,以滿足其業務需求。」

規模較小的本地化資料中心

根據 Boen 表示:「新的標準和介面技術仍不足以滿足對大量資料的需求。」這也是為何她預測資料中心將更靠近資料源,並將因此縮小規模。對所謂的常用資料而言,這一趨勢特別重要,也就是需要快速處理的資料。

「想一想汽車產業,」Boen 說,「智慧汽車、自動駕駛汽車和資料交換,將對推動資料中心和整個網路基礎設施有很大的作用。這會是您需要快速取得的常用資料。因此,我認為我們將看到更多規模較小的資料中心,並更靠近服務端點。」這些規模較小的本地化資料中心可能會結合相干性光學技術。根據 Boen 指出,這將帶來新的測試挑戰。她說:「我們認為人們將看到資料中心更普遍採用相干性光學技術。在收發兩用儀上,具有可關閉收發兩用儀中的開關的電子介面,並可能會直接帶走開關上的光以節省功率。我想我們會看到不同的技術,或者可能是相同的技術,但以不同的方式使用。這將改變參與者的生態系統,並改變我們的客戶所要進行的必要測試類型。」

變化世界中的量測技術

這些廣泛趨勢有助於解決必須克服的新測試挑戰。新的標準、方法和技術的相互作用使得量測比以往更加重要。Akerson 對此指出:「設計的複雜性已大大增加。」「您必須執行更多測試,以確保您的產品是可靠的。」

Boen 說:「業內有許多工作在持續進行,我們作為測試供應商所面臨的挑戰就是為此做好準備。」「客戶希望我們提供靈活的測試解決方案,讓他們可以因應不同的應用,而不需要每一個應用都購買專用儀器。這是我們對我們未來的平台所做的一些努力。」

隨著資料中心和資料中心技術的變化,我們用於量測設計的方式也必須改變。從新調變配置到新互連協定,再從擴充資料中心到光學連結,以至於巨量資料和標準的發展變化,有線通訊設備的一個方面維持不變:測試將繼續成為專案成功的關鍵因素。

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