Vorteile der Bereitstellung von SFP+-Glasfaser im Vergleich zu 10GBase

Branchenperspektiven | 27. November 2012

Björn Baera ist Senior Marketing Manager für Mellanox Technologies und verantwortlich für Produkte, die für Server- und Speicherverbindungen mit hohem Durchsatz und geringer Latenz in Rechenzentren verwendet werden. Sie finden ihn auf LinkedIn.

Das dramatische Wachstum des Rechenzentrumsdurchsatzes hat zu einer steigenden Nutzung und Nachfrage nach leistungsstärkeren Servern, Speicher und Verbindungen geführt. Infolgedessen erleben wir die Ausweitung von Ethernet-Lösungen mit höherer Geschwindigkeit, insbesondere 10- und 40-Gigabit-Ethernet.

Insbesondere bei 10-Gigabit-Ethernet (10GbE) stehen IT-Manager nun vor der Herausforderung, die geeigneten physischen 10-Gigabit-Medien auszuwählen, da 10GbE in zwei großen Kategorien angeboten wird: optisch und Kupfer.

Die größte Herausforderung für IT-Manager bei der Auswahl einer neuen Kabellösung ist die Fähigkeit, aktuelle und zukünftige Implementierungen und Trends im Rechenzentrum zu unterstützen:

Bei der Planung einer neuen Cluster-Verkabelung stehen IT-Verantwortliche vor der Herausforderung, ihre Investition zukunftssicher zu machen und zukünftige Anwendungsanforderungen vorherzusagen.

Überlegungen zur Kabelinfrastruktur

Bei der Planung einer zukünftigen Kabelinfrastruktur ist es wichtig sicherzustellen, dass die physische Infrastruktur zukünftige Anwendungsanforderungen und zukünftige Technologie-Roadmaps unterstützt. Die IT- oder Rechenzentrumsmanager vermeiden lieber die Installation mehrerer Kabelinfrastrukturen für separate Anwendungsverkehrsanforderungen – wie Hochgeschwindigkeits-CPU-zu-CPU-Kommunikation mit 40-Gbit/s-Infiniband und Speicher- und Internetkonnektivität mit 10-Gbit/s-Ethernet.

Die IO-Konsolidierung, die für die Reduzierung der Kapital- und Betriebskosten von Rechenzentren von entscheidender Bedeutung ist, erfordert, dass die Kabelinfrastruktur neue Dynamiken und Herausforderungen unterstützt.

Vergleich der 10GBase-T- und SFP+-Optionen

Viele IT-Manager bewerten derzeit die neu aufgefrischte 10GBase-T-Technologie, da man davon ausgeht, dass 10GBase-T günstiger und einfacher zu implementieren ist als die alternativen SFP+-Technologien. Die folgende Tabelle vergleicht diese beiden Technologien:

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Anwendungslatenz

Da die Verbreitung privater Cloud-Anwendungen zunimmt, wächst der Bedarf an großen Rechenzentren mit geringer Latenz schnell. Eine niedrige Latenz ist entscheidend, um schnelle Reaktionszeiten zu gewährleisten und CPU-Leerlaufzyklen zu reduzieren; Dadurch werden die Effizienz und der ROI des Rechenzentrums gesteigert.

Bei 10GBase-T nutzt der PHY-Standard Blockkodierung, um Daten fehlerfrei über das Kabel zu transportieren. Die Blockkodierung erfordert das Einlesen eines Datenblocks in die PHY des Senders, eine mathematische Funktion, die auf den Daten ausgeführt wird, bevor die kodierten Daten über die Verbindung gesendet werden. Auf der Empfängerseite geschieht das Umgekehrte. Der Standard spezifiziert 2,6 Mikrosekunden für das Sende-Empfangs-Paar, und die Größe des Blocks erfordert, dass die Latenz weniger als 2 Mikrosekunden beträgt. SFP+ verwendet vereinfachte Elektronik ohne Codierung und die typische Latenz beträgt etwa 300 Nanosekunden (ns) pro Link.

Zwei Mikrosekunden mögen zunächst nicht hoch erscheinen; Wenn wir uns jedoch eine TOR-Infrastruktur vorstellen, bei der der Datenverkehr 4 Hops durchläuft, um das Ziel zu erreichen, kommt es bei der Verwendung von 10GBase-T zu einer Verzögerung von bis zu 10,4 µs. Dies ist eine erhebliche Leistungseinbuße im Vergleich zur Verwendung von 1,2 µs, die durch die SFP+ DAC-Technologie eingeführt wird. Für jede Technologie muss die Latenz physischer Medien hinzugefügt werden. Bei Glasfaser oder Draht beträgt die Geschwindigkeit etwa 5 ns pro Meter.

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Die 10GBase-T-Verzögerung erreicht die gleiche Größenordnung wie die Solid-State-Disk-Latenz und verzögert daher die Datenbereitstellung dramatisch um fast 50 Prozent. Hohe Latenzen in der Rechenzentrumsinfrastruktur führen zu Verzögerungen bei der CPU- und Anwendungsarbeit, wodurch die Effizienz des Rechenzentrums eingeschränkt und die Betriebskosten erhöht werden.

Energieverbrauch

Da Stromnetzbetreiber die Stromversorgung von Rechenzentren begrenzen, reagieren IT-Manager sensibel auf den Stromverbrauch von Servern. Rechenzentrumsmanager streben nach Technologien mit dem geringstmöglichen Stromverbrauch. Es ist wichtig zu beachten, dass für jedes verbrauchte Watt Strom typischerweise zwei zusätzliche Watt für die Kühlung benötigt werden.

10GBase-T-Komponenten benötigen heutzutage je nach Kabellänge zwischen 2 und 5 Watt pro Port an jedem Ende des Kabels, während SFP+ unabhängig von der Entfernung etwa 0,7 Watt benötigt.

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Beim Einsatz Tausender Kabel in einem Rechenzentrum können durch die Wahl von SFP+ DAC und Glasfasertechnologie enorme Energieeinsparungen erzielt werden.

Bei der Planung neuer Kabelinfrastrukturen für Rechenzentren müssen neue Dynamiken berücksichtigt werden:

SFP+-Technologie sorgt für optimale Leistung und niedrigste Latenz

Neue Dynamiken in Rechenzentren erfordern, dass die Kabelinfrastruktur latenzempfindliche Anwendungen überall verarbeiten kann. Beim Vergleich der 10GBase-T-Technologie mit der alternativen SFP+-Technologie zeigt sich, dass SFP+ die richtige Technologie ist, um optimale Leistung bei geringster Latenz im Rechenzentrum zu gewährleisten.

Die SFP+-Technologie senkt das Strombudget

Die SFP+-Technologie bietet einen weitaus geringeren Stromverbrauch als die 10GBase-T-Technologie. Die Kosteneinsparung wird deutlich, wenn im Rechenzentrum 1.000 bis 10.000 Kabel eingesetzt werden.

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