A Escola de Engenharia da UC San Diego Jacobs recebeu US $ 7,5 milhões para pesquisar topologias de rede fotônica para data centers.

O projeto, financiado pela Agência de Projetos de Pesquisa Avançada dos EUA - Energia (ARPA-E) e pela Comissão de Energia da Califórnia, espera reduzir drasticamente a ineficiência do data center removendo os gargalos da rede.

Interruptores fotônicos: você pode ver a luz?

“Ao remover os gargalos da rede, os servidores de computador, que respondem pela maior parte da energia no data center, operam com mais eficiência", disse George Porter, professor de ciência da computação na UC San Diego e co-investigador principal.

"Nosso projeto, apoiado pelo ARPA-E, visa dobrar a eficiência de energia do servidor, transformando a rede em uma interconexão de alta velocidade livre desses gargalos."

Atualmente, as redes de data center usam principalmente interruptores elétricos para rotear os dados pela instalação.

Os servidores enviam pacotes de dados que são convertidos em sinais elétricos e enviados para switches da rede, antes de serem enviados ao seu destino. Mas os dados viajam como luz pela fibra, então devem ser convertidos para frente e para trás em sua jornada.

Os interruptores óticos, por outro lado, transmitem dados usando luz, eliminando a necessidade de conversão - algo que adiciona atrasos desnecessários.

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“Os dispositivos fotônicos que estamos desenvolvendo não são realmente usados ​​nos servidores em si: em vez disso, os dispositivos conectam os servidores na rede do data center usando uma rede óptica mais eficiente”, disse George Papen, professor de engenharia elétrica e de computação na UC San Diego e co-investigador principal do projeto.

Menos energia é usada para rotear os dados, mas - mais importante - menos energia é desperdiçada em servidores ineficientes que aguardam a transferência dos dados. A equipe espera ser capaz de mostrar que a fotônica pode ser mais barata do que adicionar os chips semicondutores adicionais necessários para obter a mesma taxa de dados nas redes elétricas existentes.

“Seria um custo menor em parte porque você está usando menos energia, mas também em parte porque se você quisesse construir uma rede de alta velocidade usando a tecnologia comercial existente, o custo de adicionar chips para construir switches maiores aumentaria drasticamente”. disse Porter.

“Não é uma relação linear de dobro da velocidade por dobro do dinheiro; você pode pensar nisso quase como o dobro da velocidade por quadruplicar o custo. Por outro lado, a ótica, nessas velocidades muito altas, segue uma relação de custo mais linear. ”

O projeto se baseia na iniciativa Lightwave Energy Efficient Datacenters (LEED) Fase Um, que também teve o apoio de Porter e Papen da ARPA-E.

Rodando de 2017-2019, construiu tecnologia fotônica e arquitetura de rede que será usada e expandida para este estudo.

A tecnologia foi transformada em uma empresa chamada inFocus Networks, cedida pelo ex-aluno da UC San Diego Max Mellette e apresentando George Porter. Tentativas anteriores tentaram construir uma arquitetura crossbar completa que permitisse a qualquer nó único no data center falar com qualquer outro nó, mas a inFocus, em vez disso, limita intencionalmente a conectividade a um número menor de nós - mas em uma velocidade maior.

Agora, a equipe trabalhará com o Sandia National Laboratories para dimensionar a arquitetura para funcionar com maiores quantidades de dados e mais nós. Eles planejam construir uma demonstração realista do projeto.

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