C114訊 6月7日消息（水易）當前，算力是支撐數字經濟蓬勃發展的重要“底座”，企業的數字化轉型，各行各業數字經濟的落地都離不開算力，同時以生成式AI為代表的大模型對算力需求已超過摩爾定律增長。
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而算力需求的持續增長，給碳達峰、碳中和目標帶來一定壓力，畢竟數據中心是能耗大戶。這一背景下，發展“綠色計算”，建設低碳數字基礎設施成為“減碳”新方向。
日前，由CIOE中國光博會與C114通信網聯合推出的“2023中國光通信高質量發展論壇”系列活動之“數據中心光互連技術研討會”在北京舉辦。阿里云計算有限公司技術專家王鵬介紹了綠色光互聯技術方案探索與應用實踐。
王鵬介紹，典型數據中心能耗構成中，IT設備功耗占比超過50%，其中網絡設備能耗在IT設備能耗中占比約10%。網絡設備中光模塊能耗占比一般接近40%。
具體到光模塊的功耗演進，可插拔光模塊從10G演進到800G，模塊功耗提升近26倍。從50G PAM4/lane光模塊開始，電芯片DSP/CDR with driver功耗在可插拔光模塊中的占比超過60%。
王鵬表示，目前業界對于綠色光互聯技術探索主要從光模塊功耗、網絡架構設計，以及系統散熱方案三方面入手。
降低光模塊功耗方面，包括采用先進制程和工藝，降低電芯片DSP/CDR功耗，或是采用線性驅動LPO方案，取消電芯片DSP/CDR；或采用NPO、CPO等密集封裝形態；或降低驅動電壓、降低插入損耗，提高Laser電光效率和耦合效率等。
實際情況來看，采用先進制程DSP的功耗和工藝將會大幅降低芯片功耗，不過隨著半導體制程逼近物理極限，功耗下降區間越來越小。其次，以800G DR8方案進行舉例，不同的技術方案功耗上也會有差異，TFLN方案功耗略低于EML，EML方案功耗略低于SiPh；而采用LPO方案的DR和SR模塊功耗分別降低至少35%～50%。最后，以單端口800G帶寬為例，NPO switch相比Pluggable switch光互聯功耗可以降低至少10%以上；而CPO switch相比Pluggable switch光互聯功耗可以降低至少50%以上。
網絡架構設計方面，采用小架構建設，降低光互聯距離，用多模光模塊代替單模光模塊；采用高帶寬交換芯片代替低帶寬芯片堆疊；采用光交換代替電交換機。
實際情況來看，部分業務場景中，不追求極大規模集群建設，采用更經濟的小集群建設，400G及以下速率采用多模光模塊可以降低光互聯功耗。以200G和400G網絡架構為例，全部采用多模光模塊相比單模光模塊（同代產品）功耗分別下降至少30%和20%。
對單芯片交換機來說，芯片帶寬翻倍，組網規模變為原來的六分之一，光模塊總功耗下降至少65%。以51.2T交換芯片為例，單臺51.2T交換機相比6臺25.6T交換機，整機總功耗下降至少70%。另外，在傳統數據中心網絡中，若將Spine層電交換機替換為光交換開關（Optical Circuit Switch，簡稱OCS），總功耗可以降低至少40%以上。
系統散熱方案方面，降低工作環境溫度，可以降低系統功耗；采用浸沒式液冷技術，使用浸沒式液冷光模塊。
王鵬表示，目前，阿里巴巴已自主完成100G和200G浸沒式液冷光模塊方案開發及部署，具備400G及更高速率方案開發能力。據了解，阿里單相全浸沒式液冷能夠實現全局冷卻、高效換熱，PUE值低至1.09。初步估算，如果全國的數據中心都采用浸沒液冷技術，預計到2025年，一年可節省上千億度電。
從阿里云的實踐看，阿里巴巴張北云數據中心，是互聯網行業第一個浸沒式液冷生產集群，全局自然冷卻，局部PUE可達1.04；阿里巴巴仁和液冷數據中心，是國內最大規模浸沒式液冷生產集群，全中國首座綠色等級達5A的液冷數據中心，全球首座全年平均PUE 1.09的綠色數據中心。
王鵬表示，面向未來，阿里云將攜手產業各方共建生態，促進數據中心綠色轉型。秉承技術驅動，倡導節能減排，讓綠色光互聯技術助力低碳綠色數據中心建設。
C114通信網 水易
