太位元組乙太網路

從1.6兆比特每秒到3.2兆比特每秒——至2030年

太位元以太網路——何時採用?為何採用?

乙太網路仍為資料中心網路的骨幹,現正邁向1.6Tbps——較IEEE於2024年核定的800Gbps標準提升一倍。 此躍進仰賴八條224Gbps串列/解串列器(SerDes)通道驅動,相較於800G每通道僅112Gbps。同款224Gbps通道亦可透過1、2或4條通道配置,實現200G、400G及800G多種規格。

根據戴爾奧羅集團的預測,從800Gbps遷移至1600Gbps的進程速度 將達到近兩倍的速度 於我們在連接通用伺服器的傳統前端網路中通常觀察到的速度。在本世紀末之前,我們很可能將採用448G SerDes技術,投入3.2Tbps的研發工作。

1.6Tbps已問世,3.2Tbps將於20230年問世。

在這些速度下,訊號完整性至關重要。更高頻率會放大導體與介電損耗,而過孔與連接器等不連續點則會引發阻抗失配、反射及電磁干擾。符號間干擾(ISI)亦隨之加劇,使訊號復原更為複雜。這些挑戰需要先進的調變技術、均衡處理、錯誤校正,以及精細的物理設計。

IEEE 802.3dj規範下的1.6T乙太網路標準,在400G與800G技術(如PAM4調變)基礎上,於前向錯誤校正(FEC)、物理層編碼子系統(PCS)通道結構及均衡技術方面引入關鍵創新。光互聯論壇(OIF)同時正定義224G串列/解串列器(OIF-CEI-224G),此為乙太網路及其他通訊協定的重要基礎元件。

每秒兆位元(Tbps)

那麼,Ultra Ethernet 呢?

超高速乙太網聯盟(UEC)透過凝聚產業利益相關者對高性能乙太網的共同願景,為上述努力提供補充。UEC正推動互通性、架構及生態系統發展,以確保1.6T乙太網能滿足人工智慧、高效能運算及次世代資料中心的需求。Teledyne LeCroy 致力於開發具備超低延遲、高可靠性與順序傳輸特性的次世代乙太網路堆疊,同時維持乙太網路的擴展性與靈活性。

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800GE 與 1.6TE 之間有何差異?

採用112G串列解碼器(SerDes)的800Gbps乙太網路與採用224G串列解碼器(SerDes)的1.6Tbps乙太網路之間,主要差異在於每通道速度倍增,以及為支援更高資料速率、提升訊號完整性與更高效錯誤校正所進行的架構強化。

1.串解碼器速度與通道數

  • 800Gbps 以太網(例如 IEEE 802.3df)採用 8 條 112Gbps 串列/解串列器通道。
  • 1.6Tbps乙太網路(IEEE 802.3dj)採用8條224Gbps串列數位電路(SerDes)通道。
  • 每通道速度的倍增使1.6T乙太網路得以在相同通道數下實現兩倍吞吐量,從而降低每比特運算的複雜度與功耗。

2.調變格式

  • 這兩種標準均採用PAM4(四級脈衝幅度調變)技術,相較於NRZ(無歸零調變),可使每符號位元數增加一倍。
  • 112G與224G串列解串列器(SerDes)均採用相同的格雷編碼與預編碼技術,以最大限度降低位元誤差。

3.前向錯誤校正(FEC)

兩者皆採用 (544, 514, 15) 里德-所羅門前置碼修正編碼,但:

  • 800G採用位元多工技術,將突發性錯誤分散至多個符號,使其更難修正。
  • 1.6T採用符號多重化技術,能在較少符號內容納突發性錯誤,從而提升前端編碼(FEC)的效能。
  • 此外,1.6T乙太網路為光纖鏈路引入了串聯前向錯誤校正(FEC)技術,其內層採用漢明碼,進一步強化了錯誤校正能力。

4.PCS 車道配置

  • 800G乙太網路採用32條虛擬PCS通道,每條通道速率為25Gbps。
  • 1.6T乙太網路採用16條虛擬PCS通道,每條通道速率達100Gbps,簡化通道管理並降低延遲。

5.均衡與訊號完整性

  • 兩種標準均採用均衡器(FFE、CTLE、DFE)來抑制訊號劣化。
  • 224G SerDes 因更高頻率損耗與增加的符號間干擾(ISI)而需要更先進的均衡處理。

6.DSP 與 ADC 增強功能

  • 224G SerDes 突破了現行矽晶片的極限,需採用時間交錯式類比數位轉換器與基於數位訊號處理的時脈復原技術,方能處理更高資料傳輸速率。
  • 這些強化措施確保即使在更窄的環形開口與增加的抖動下,仍能實現可靠的訊號處理。
112G SerDes 與 224G SerDes 對照表

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掌握 1.6Tbps 以太網技術

本白皮書探討如何透過轉向224G串列解串器技術實現1.6Tbps乙太網路,並闡述此技術對訊號完整性、調變格式、前端編碼、均衡處理及收發器設計所帶來的影響。

無論您從事矽晶片設計、主動式纜線測試,或部署新一代資料中心基礎架構,本白皮書皆能提供您所需的洞察與實用測試策略,助您保持領先優勢。

從800G升級至1.6T乙太網路白皮書
Xena  Edun無損太位元組乙太網路線上研討會

無損太位元以太網路

本次網絡研討會闡述了為何在太比特級速度下實現無損性能對人工智慧至關重要,以及超乙太網聯盟(UEC)如何在推動此目標實現過程中扮演關鍵角色。

  • 無損太位元乙太網路:為何至關重要——以及如何實現高頻寬、低延遲傳輸。
  • 人工智慧/機器學習架構需求:獨特的工作負載需求正重塑資料中心設計。
  • 1.6Tbps 頻寬:對效能的意義,以及 UEC 協定與 RoCEv2 的比較
  • 驗證工具:了解如何運用 Z1608Edun SierraNet M1288 來測試鏈路恢復、擁塞控制等功能。