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「技术」【服务器】200G vs 400G：谁是数据中心网络下一站( 二 )


50G vs 100G服务器：100G服务器将会成为主流
「技术」【服务器】200G vs 400G：谁是数据中心网络下一站
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根据分析师机构CREHAN的预测 ， 截止2019年 ， 50G和100G网卡都已经启动发货 。 25G网卡的下一代升级选择上 ， 整个产业在2018和2019年存在着摇摆 。 2019年50G和100G服务器发货量产生了逆转 ， 但2020年后100G服务器的势头全面超越了50G服务器 ， 产业又开始对100G服务器充满信心 。
从CPU芯片来看 ， 两家主流厂商I厂和A厂都陆续推出了新的产品路标 。 I厂支持PCIe 4.0的芯片将于2020年Q3推出 ， 主流I/O达到50G ， 高端应用时IO达到100G/200G 。 两家巨头预计将在2021年H1分别推出支持PCIe5.0的芯片 ， 再次将主流I/O提高到100G ， 高端应用时IO可达到400G【1】 。
因此 ， CPU芯片节奏和服务器发货预测均显示出50G昙花一现 ， 100G服务器正快速成为主流 。
200G vs 400G光模块：400G成本更优 ， 产业更成熟
数据中心接入服务器从25G向100G演进 ， 那么当前的100G互联网络应该选择200G还是400G呢？
「技术」【服务器】200G vs 400G：谁是数据中心网络下一站
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从上表可以看出 ， 当数据中心从10G服务器演进到25G ， 网络互联从40G升级到100G ， 网络带宽增长一倍 ， 但互联成本、功耗却保持不变 ， 即Gbit互联成本与功耗下降一半 。 所以100GE取代40GE成为25GE时代的主流网络互联方案 。
200GE和400GE光模块与以往有点不同 。 传统光模块采用NRZ（Non-Return-to-Zero)的信号传输技术 ， 采用高、低两种信号电平表示数字逻辑信号的0、1 ， 每个时钟周期可以传输1bit的逻辑信息 。 而200G和400G光模块皆采用了高阶调制技术——PAM4（Pulse Amplitude Modulation 4四阶脉冲幅度调制） 。 PAM4信号采用4个不同的信号电平进行信号传输 ， 每个时钟周期可以传输2bit的逻辑信息 ， 即00、01、10、11 。
「技术」【服务器】200G vs 400G：谁是数据中心网络下一站
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因此 ， 在同样波特率条件下 ， PAM4信号比特速率是NRZ信号的2倍 ， 传输效率提高一倍 ， 有效降低Gbit成本 。 从光模块构成看 ， 200G和400G模块都是采用4-lane的主流架构 ， 所以模块设计成本、功耗趋同 。
「技术」【服务器】200G vs 400G：谁是数据中心网络下一站
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因为400G模块的带宽是200G的两倍 ， 所以Gbit成本和功耗是200G的一半 。
另一方面 ， 模块成本除了架构设计 ， 也取决于规模上量的规模 。 根据第三方咨询公司Omdia (原OVUM)的发货数据 ，对TOP8供应商当前在200G、400G模块的布局梳理如下 。
「技术」【服务器】200G vs 400G：谁是数据中心网络下一站
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如上图所示 ， 200G的模块种类只有100m SR4和2km FR4两种 ， 其中100m SR4只有两家供应商 。 反观400G的模块种类达到了5种 ， TOP8厂商皆对100m、500m和2km模块进行了布局 。 400G的产业成熟度远胜于200G ， 客户的选择也更为丰富 。
这一分析结果也进一步说明了由于PAM4技术的引入 ， 存在成本和功耗的技术代价 。 对在成本、功耗敏感的数据中心网络领域 ， 产业迫切期望跨过200G迈入400G来吸纳这个代价 。 采用同样技术和成本构成的400G在演进方面更具竞争力 。
小结：400G接档势头明显 ， 200G一代或将跳过
数据中心网络是服务于业务的存在 。 从业务驱动上看 ， 高速增长的数字化建设将推动100G服务器在2020年快速起量 ， 并成为主流 。 从成本上看 ， 由于数据中心光器件成本占整个数据中心网络设备成本的一半以上 ， 由于PAM4技术的引入 ， 400G光器件单Bit成本比200G光模块更具优势 ， 光模块部署成本将直接带动整个整体建网成本的下降 。


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