microQSFP 插头和壳体

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现在,能够以散热效果更佳的方式满足 I/O 需求。

借助更小、更快、散热效果更佳的连接,提升数据中心性能

客户对更高带宽的需求日益增长,促使数据中心设备生产商生产速度更快和密度更高的交换机和服务器, 但这意味着需要将更多元件集成到同一装置,会产生更多热量。现在,新一代输入/输出 (I/O) 连接器使速度更快、密度更高、产热量更小的数据中心设备成为可能。

我们的客户生产的产品,通过连接器在交换机、服务器和其他数据中心设备之间传输数据,而这需要消耗大量能源。大型数据中心运营者由于流式视频、大数据和其它高带宽需求应用的广泛使用,对高带宽的需求与日俱增。这将直接影响到数据中心设备制造商。例如,数据中心交换机的外形尺寸为一个机架单元 (1RU),而制造商则不断努力致力于将交换机的数据吞吐量提升一倍、二倍或三倍。这意味着上述设备中的连接器和其他元件必须更小更快 - 体积更小,才能增大设备面板上的连接密度;速度更快,才能提升每个连接器的吞吐量。

microQSFP 背后的创新(英文版)

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如果将速度更快的连接器硬性塞在一起,将产生更多的热量,这就是我们面临的最大挑战。因此,对于数据中心设备使用的 I/O 元件,在缩小其体积、提升其速度、减少其产热量时,我们需要权衡利弊。在高速 I/O 中,光纤收发器插入壳体,将光信号转变为电信号,这一过程将产生热量。通常情况下,热量来自于内置的引擎,并传递至收发器的外壁(或壳体),然后由壳体传输至与壳体相连的散热器,最后进入箱体内部的空气流。

难题在于,增加密度的同时,会产生更多的热量。如果只是将更多 I/O 连接器添加至面板,则产生的热量很快将超过负荷 - 每个模块都将热量传导至相邻的模块,而相邻的模块亦是在极力散热。产生的热量不断累积,无法充分消散。将 1RU 交换机的吞吐量从 3.2 Tbps 提升至 6.4 Tbps,I/O 模块的数量将从 32 个增至 64个,除这些模块外,大量其他元件也同样会产生热量。设备制造商别无选择,只得在面板上打孔 - 将非常珍贵的空间用完耗尽 - 以让更多空气流入,帮助设备和设备中的元件散热。

microQSFP 标准是一款全新的解决方案,可实现体积更小、速度更快的连接。TE 工程师们知晓,microQSFP 代表了一种技术基准,可实现体积更小、速度更快的 I/O 连接。尽管 QSFP28 可支持 3.2 Tbps 交换机,但模块体积太大,无法提供新一代 6.4 Tbps 交换机所需的密度。

使用 microQSFP 让连接器体积更小,带宽更高,是沿着正确方向迈出的一大步。然而,散热性能这个第三大因素依然是面临的最大挑战。实质上,microQSFP 可在相同机架单元中将连接密度增加一倍。光纤连接密度翻倍意味着产生的热量也将翻倍,我们需要从根本上采取不一样的措施,帮助 microQSFP 散热。 

TE microQSFP 互连系列
TE microQSFP 互连系列

最初,TE 工程师在设计雏形中考虑采用导热管、风扇和热电冷却器,但是事实证明,这样做成本过高,而且过于复杂。最终,TE 工程师将解决方案的基本元件拆分重组,解决了散热管理难题。具体来讲,就是将散热器集成至收发器或插头而非壳体之上,就能显著提升电流接口的散热能力。TE 工程师全面重新思考了过去的处理方式,提出了一个可满足三方面全部需求的解决方案:更小、更快、热量更低。

现在,数据中心设备制造商能够以更小、更快、散热效果更佳的方式满足不断增长的 I/O 连接需求。
Lucas Benson,
高速 I/O 产品全球产品经理
Lucas Benson

将散热器集成至 I/O 模块,可使 TE 工程师大幅缩短散热路径,同时将每个插头和壳体移至空气流动更佳的位置,帮助设备散热。通常情况下,模块的壳体温度不应超过 70 摄氏度。将散热器集成至 microQSFP 后,TE 工程师得以将热量输出温度降低 15 摄氏度,将热量很好地控制在上限 70 摄氏度以下。

为建立针对此革新性解决方案的行业生态系统,TE 率先与若干制造商达成了多源协议 (MSA),以实现设计标准化。

现在,数据中心设备制造商能够以更小、更快、散热效果更佳的方式满足不断增长的 I/O 连接需求。

作者

Lucas Benson,高速 I/O 产品全球产品经理