Возрастающая нагрузка на облачные центры обработки данных (ЦОД), вследствие постоянного увеличения объёмов информации, вынуждает операторов проявлять особый интерес к сетевым технологиям следующего поколения, вроде решений на базе полупроводниковой фотоники.
Одним из главных защитников технологии полупроводниковой фотоники считается корпорация Intel, не так давно продемонстрировавшая результаты своей работы в этом направлении.
Вместо стандартных сетевых кабелей, устройство, представленное Intel, снабжено оптическими приёмопередатчиками, подключаемыми к передней панели коммутатора Wedge 100B с 65 оптическими модулями. Такое решение позволило разработчикам создать программируемый сетевой коммутатор с максимальной пропускной способностью 6,5 Тб/с. Для сравнения, максимальная скорость современных серийных сетевых коммутаторов не превышает 3,2 Tб/с.
Напольное устройство, представленное Intel, демонстрирует способность новых технологий изменить привычную организацию сети ЦОД, ускоряя процесс перехода на сети с пропускной способностью 100 Гб/с и даже 400 Гб/с.
Технология полупроводниковой фотоники позволяет использовать свет (фотоны) для передачи данных по тонкому оптоволокну с огромной скоростью. При этом оптоволокно интегрируется непосредственно в полупроводниковые кристаллы для «вычислений со скоростью света».
Следует отметить, что эта идея не так уж и нова. Корпорация Intel работала над технологией полупроводниковой фотоники более 16 лет. Впервые компания продемонстрировала свои наработки на Open Compute Summit 2013, стремясь вызвать интерес игроков рынка гипермасштабируемых вычислений. Массовое производство коммерческих технологий на базе полупроводниковой фотоники было начато лишь в июне 2016 года.
Программируемые сетевые коммутаторы
Демонстрационный прототип, созданный Intel, работает на микросхемах от Barefoot Networks компании, основанной Ником Маккеауном, пионером в области программно определяемых сетей (SDN), учредителем Nicira и Open Networking Foundation. Программируемые сетевые микросхемы Tofino могут настраиваться под определённые задачи, к примеру, управление сетью. Сделать это можно с помощью языка программирования P4 (с открытым исходным кодом), разработанного Barefoot Networks.
Barefoot Networks, среди инвесторов которой такие компании, как Andreessen Horowitz и Goldman Sachs, наделала много шума в июне 2016 года, представив первую программируемую микросхему. По мнению некоторых экспертов, Tofino способны вытеснить собственные разработки Google, Facebook и Microsoft.
Активное развитие облачных технологий увеличивает потребность в производительных, высокоскоростных сетях. В то время как большинство предприятий готовится к переходу на сетевые коммутаторы с пропускной способностью 40 Гбит/с на 100 Гбит/с, ведущие игроки облачного рынка уже готовятся работать с сетями, пропускная способность которых 400 Гбит/с.
Intel и Barefoot Networks надеются сыграть ведущую роль в эволюции сетевых технологий.
Barefoot Networks уже создала две модели Wedge 100 для Open Compute Project (OCP), продемонстрированные Intel, включая модель размером 1U с пропускной способностью 3.2Тб/с и 2U, пропускная способность которой 6.5Тб/с. Intel уже заявила, что перспективные модели сетевых коммутаторов будут использовать технологию полупроводниковой фотоники, обеспечивающую пропускную способность в 400 Гбит/с.
По словам соруководителя Open Compute Networking Project Омара Бальдонадо, участники проекта очень надеются, что Barefoot Networks поделится с сообществом разработками сетевого коммутатора Wedge 100B на базе технологии полупроводниковой фотоники.
В свою очередь, соучредитель и президент Barefoot Networks Мартин Иззард выразил уверенность в том, что сетевой коммутатор Wedge 100B позволит владельцам, операторам и разработчикам сетевых платформ, работающих в экосистеме OCP, забыть об агрегаторах, оптимизируя сети под свои нужды.
Что дальше?
Провайдерам гипермасштабируемых вычислений постоянно нужны мощные сетевые решения, и поставщики готовы удовлетворить их требования.
Как известно, Barefoot Networks объединила усилия с Broadcom, лидером рынка высокоскоростных сетевых чипов, представившим новый сетевой коммутатор на базе специализированного сетевого чипа Tomahawk, оснащённого 64 портами Ethernet мощностью 100 ГБ/с. Чипы XPliant от Cavium так же программируются, как и чип Teralynx от стартапа Innovium.
Между тем некоторые крупнейшие игроки облачного рынка, похоже, не намерены оставаться в стороне, разрабатывая собственные сетевые чипы. К примеру, не так давно Amazon Web Services показала свой новый сетевой чип Annapurna, который поможет Amazon существенно ускорить работу ЦОД AWS.
По имеющимся данным, корпорация Google также разработала собственный чип для оптимизации обширной сетевой инфраструктуры.
Следует отметить, что технологией полупроводниковой фотоники занимается не только Intel. Над ней также работают специалисты компаний Inphi, Mellanox, Oclaro Luxtera, Ciena и Infinera. Однако Intel уверяет, что её технология имеет преимущества перед решениями конкурентов.
Корпорация Microsoft публично заявила о том, что намерена протестировать разработку Intel в своём облаке.
Таким образом, игра продолжается. Полупроводниковая фотоника вполне может стать революционным решением в области сетевых технологий, что будет только на руку провайдерам гипермасштабируемых вычислений.
