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莫仕的Twinax“嵌入式”解决方案

关键词:嵌入式 数据中心 电信基础设施

时间:2020-06-24 16:41:50      来源:莫仕

当前,56Gbps PAM-4 和112 Gbps PAM-4信号成为一种主流。这对数据中心和电信基础设施行业提出了新的要求,他们需要在更紧凑的空间内提升数据速度而不得影响到信号完整性,因此他们需要考虑一个经济有效的方案,从而使效率、可靠性、能耗、热性能及速度提升到极致水平而又不影响经济效益。

当前,56Gbps PAM-4 和112 Gbps PAM-4信号成为一种主流。这对数据中心和电信基础设施行业提出了新的要求,他们需要在更紧凑的空间内提升数据速度而不得影响到信号完整性,因此他们需要考虑一个经济有效的方案,从而使效率、可靠性、能耗、热性能及速度提升到极致水平而又不影响经济效益。

从技术上讲,在相同的频率下,PAM-4技术提供的数据速率速度是NRZ技术的两倍,但PAM-4的实施具有难度。尽管Megtron 6和Megtron 8之类的印刷电路板材料可以降低插入损耗和信道噪声,但是成本高昂,而且在不使用retimers的情况下仍然可能无法提供充分的信道余量。

如此一来,业界对于低损耗高速twinax解决方案的兴趣开始不断增长,通过这类解决方案可以避开使用有损耗的印刷电路板材料。Twinax这种“内嵌式”的解决方案可以提供更高的信道余量,从而极大的降低交换机、路由器或者服务器的ASIC 与前面板I/O 之间的插入损耗。

Twinax解决方案的优势:

由于twinax出色的信号完整性表现能够去除信道中的retimers,和消除通道中的重计时器的能力,ASIC则可以事半功倍的工作。Twinax解决方案能增加设计的灵活性,它能将ASIC摆放于任意位置、减少板层数量和使用更小的PCB。此外,由于该解决方案的出色的信号完整性和低插入损耗能力,设计师可以在交换机/路由器和整个机架中使用成本较低的无源线缆解决方案,而不会影响性能。

迎接设计上的挑战:

使用twinax解决方案还可以缩短上市时间,从而避免了工程师花费数月时间来优化每个通道。然而,用twinax解决方案替代标准的PCB方案在设计上有许多不同之处。

许多顶尖的TOR设计师已经在寻找最好的方式来支持博通公司(Broadcom) “Tomahawk-4”ASIC。然而支持1024 56G PAM-4差分信号意味着设计师最起码需要弄清楚如何将QSFP-DD的64个端口压缩到一个TOR交换机中,包括从一个1RU机箱转移到一个2RU系统。但同时优化配置和设计同时也意味着需要考虑成本、通道长度/余量和热要求。

莫仕BiPass解决方案非常适合TOR设计,可以实现多种配置,包括垂直、堆叠和belly-to-belly。它的特点是低功率/信号连接,将PCB压合进在一个标准的QSFP-DD笼架。高速双轴线缆,可调节长度,提供优越的信号完整性,near-ASIC连接器占用空间小,支持高密度DP。莫仕BiPass解决方案提供的多种配置有助于具有前卫思维的设计师在200Gbps和400Gbps端口不断增长的趋势下,满足市场对更高速度的需求。

通用性与性能:

为了优化性能、成本及推向市场的方法,设计人员必须在多种配置之间充分的权衡利弊。让我们来看看以下这些需要考虑的问题:

·      如何才能最好的将路由追踪长度缩至最短?

·      所需的电路板层最小数量是多少?

·      信道内部是否会需要retimer?

·      ASIC 能够冷却吗?

·      需要支持多大的模块功率?

·      如何处理散热?气流是从前往后、在侧面还是从后往前?

·      实施整套解决方案的难易程度如何?

根据以上这些考量因素,那么首先来考虑一下传统方法,使用 2x1 堆叠的 DDQ 压配合连接器或 SMT 连接器。用这种方法为 64个400 Gbps的端口提供支持,需要belly-to-belly的配置、使用retimer,并且开展规模可观的追踪路由工程,其中还包括使用更多的电路板层等。

或者再考虑下在 1x2 的垂直方向上使用twinax解决方案,不但无需增加昂贵的印刷电路板材料,还能提供出色的信号完整性性能,无需retimer,并且能有效改善了对 20/25 瓦模块的冷却。

莫仕 BiPass 解决方案高度灵活,赋予设计人员以极高的自由度,使其能够混合使用并良好匹配来自工具箱中的多种组件,实现的产品可在成本效益极高的情况下成功的带来下一代的数据速度、增强热性能,并取得出色的信号完整性/信道余量。

作为Molex的授权分销商,Heilind可为市场提供相关服务与支持,此外Heilind也供应多家世界顶级制造商的产品,涵盖25种不同元器件类别,并重视所有的细分市场和所有的顾客,不断寻求广泛的产品供应来覆盖所有市场。

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