云数据中心网络现状:100G捕蝉,800G在后

2023-02-15 10:08:35 浏览数 (1)

调研机构Dell'Oro Group美国时间8月5日发布最新一期的Ethernet Controller & Adapter 5-Year Forecast报告。预计从2020年到2025年,全球以太网控制器和适配器市场的复合年增长率(CAGR)将达到4%,营收将达到近32亿美元(参考:智能网卡市场规模)。这一增长的部分原因是服务器上行速率将向100Gbps及更高速率提升。

自2016年28Gbps SerDes上市以来,25Gbps端口出货量的上升势头强劲。随着25Gbps在云服务提供商(SP)和高端企业中获得广泛采用,25Gbps已经取代10Gbps,成为营收构成中的首要速率。然而我们预测最早将在2023年,100Gbps和200Gbps端口超过25Gbps的营收

以下市场和技术因素可能会推动下一代服务器连接采用100Gbps及100Gbps 的速率:

  • 基于两个28Gbps SerDes通道的50Gbps端口,已经成为一些云计算SP的主流部署方式。然而,随着网络流量的指数级增长和云计算的扩张,美国四大云计算SP对服务器访问速度的要求甚至高于市场其他地区。自2018年底以来,56Gbps SerDes的出现促使美国一些云计算SP将其网络升级到400Gbps,同时正在将通用计算的服务器网络连接升级到100Gbps;
  • 基于两路112Gbps SerDes可以将服务器访问速度提升至200Gbps,最早在2022年,美国四大云计算公司的网络升级到800Gbps之后,通用计算采用200Gbps服务器访问速度开始增加;
  • 对带宽要求更高的人工智能应用的需求增加,将继续推动服务器连接速度的边界。现在加速服务器的互连通常是100Gbps,而通用服务器的连接速度为25或50Gbps。随着100Gbps在几年内成为主要云SP的通用标准连接速率,加速服务器可能需要200Gbps的连接速率。(参考:100G智能网卡能干啥?)

100G捕蝉,800G在后

调研机构Dell'Oro Group美国时间7月26日发布最新一期的Five-Year Ethernet Switch Data Center Forecast报告。报告预计800Gbps的部署速度将快于400Gbps,到2025年在数据中心交换机端口中将超过25%。

自COVID-19爆发以来,Dell'Oro预测数据中心交换机市场将在很大程度上可以应对影响,并将迅速从2020年的低位、个位数的收入下降中恢复。数据中心以太网交换机市场将在2021年恢复增长,并能够超过2019年疫情前的营收水平。

以下是2021年7月版的Five-Year Ethernet Switch Data Center Forecast 的主要内容:

  • 通过对终端用户、系统及组件供应商的采访表明,疫情放大了网络的重要性,并加速了原本会持续多年的数字化转型项目。这些趋势预计将给数据中心网络带来重大变化,并有可能产生额外的市场营收;
  • 乐观之余,对主要供应商的采访显示,一些厂商已经在满负荷生产,供应链挑战将持续到今年年底,对市场表现和定价环境可能会有更加明显的影响。如果这样的话,由于没有考虑目前这些供应链问题的影响,我们的预测数据有可能就太高了;(参考:交换机要涨价,地主家也没有余粮啊!)
  • 通过对大型云服务提供商的最新采访,我们关注到在迁移至下一代网络速度时,有一些变化可能会影响到网络架构。这些变化或由有限的电力预算和新的AI/ML应用引起,他们需要不同的网络拓扑结构。这些超大规模的企业将在网络芯片、交换机radix、网络层数以及最终级的网络速度方面做出不同的选择。因为有些SP会更关注延迟的改善,而有些SP则会关注功耗,所以可预计当云计算SP建立下一代网络时,这种多样性会增加。然而,最终,所有的SP都会关注成本的降低;(参考:数据中心网络与800G迄今为止最好的分享!)
  • 光模块在实现数据中心交换机的速度升级方面一直发挥着重要作用。随着向400Gbps及更高速度的过渡,光模块发挥的作用将变得更加关键。原因有很多:首先,由于价格上涨,用于400Gbps及更高速度的光模块预计将占网络支出的60%至70%(而低于400Gbps的则不到50%)。出于这个原因,一些交换机供应商正计划利用光模块的机会来获取更多的网络业务。其次,在某些数据中心互连(DCI)的场景下,光模块可能会取代一些密集波分复用(DWDM)传输系统。最后,同样重要的是,虽然可插拔光模块目前是首选的模块形态,但随着1.6 Tbps和更高的速度的逼近,它们可能会出现散热和密度问题。(参考: 从1.6T光模块到51.2T交换芯片,寡头的狂欢!)
  • Dell'Oro预测,在2024年800Gbps端口的部署将很快超过400Gbps。100Gbps SerDes的可用以及不需要800GE MAC都将推动800Gbps的部署。需要注意的是,预测仅反映了交换机的端口容量,而没有考虑端口的配置方式。预计早期的800Gbps端口将以8×100Gbps或2×400Gbps的方式用于一分多的breakout模式。(breakout支持多种用法例如聚合、重组、更好的容错和更大的Radix等)。 预计800Gbps的快速部署将由以下因素推动:

1)800Gbps光模块的可用性,每比特成本大大低于两个独立的400Gbps光模块;

2)系统层面的每比特成本较低,因为800Gbps将可以在1U的外形尺寸中使用25.6Tbps的芯片,对外32个800Gbps端口。这种系统的每比特成本将优于其同等的400Gbps(需要2U的机箱来容纳64个端口)。

由于经济因素的推动,我们相信800Gbps的部署速度将比400Gbps更快。

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