用于机架群集中光通信的技术制造技术

公开了用于数据中心中的机架群集中的光通信的技术。在说明性实施例中，通过以200千兆比特每秒的速率使能通信的光缆，网络交换机连接到1024个滑板中的每个。光缆具有低损失，虑及长缆线长度，这转而虑及到大量滑板的连接。光缆还具有很高的固有带宽限制，虑及在没有升级光基础设施的情况下要被升级的带宽。

Technology for Concentrated Optical Communication of Rack Cluster

Technologies for optical communication in a cluster of racks in a data center are disclosed. In an illustrative embodiment, the network switch is connected to each of 1024 skateboards by a fibre-optic cable enabling communication at a rate of 200 gigabits per second. Optical cables have low losses, taking into account the length of long cables, which in turn takes into account a large number of skateboard connections. Optical cables also have high inherent bandwidth constraints, taking into account the bandwidth to be upgraded without upgrading the optical infrastructure.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于机架群集中光通信的技术相关申请的交叉参考本申请要求2016年12月30日提交的、序列号为15/396,035的、标题为“TECHNOLOGIESFOROPTICALCOMMUNICATIONINRACKCLUSTERS”的美国实用专利申请的优先权，并且其要求下列美国临时专利申请的优先权：2016年7月22日提交的、申请号为62/365,969的美国临时专利申请；2016年8月18日提交的、申请号为62/376,859的美国临时专利申请；和2016年11月29日提交的、申请号为62/427,268的美国临时专利申请。
技术介绍
数据中心可以包括计算资源（诸如服务器）的若干机架。数据中心中的各种服务器通常通过一连串的交换机连接到彼此。如果执行特定任务需要多个服务器的使用，则通信可能需要通过若干交换机的网络进行通信。通常通过铜缆线传递数据中心中的服务器和机架之间的通信。高带宽铜缆线（例如能够传递>10GHz信号的缆线）通常具有每单位长度的高损失，这限制了那些缆线的长度，这转而限制了可以被直接连接到单个交换机的机架的数量。附图说明本文描述的概念在附图中通过示例的方式而非通过限制的方式而被图示。为了图示的简洁和清晰起见，在附图中图示的元件不一定按比例绘制。在认为适当之处，参考标记在附图之间已经被重复以指示对应或类似的元件。图1是根据各种实施例的数据中心的概念性概述的图解，其中可以实现本文描述的一种或更多种技术；图2是图1的数据中心的机架的逻辑配置的示例实施例的图解；图3是根据各种实施例的另一数据中心的示例实施例的图解，其中可以实现本文描述的一种或更多种技术；图4是根据各种实施例的数据中心的另一示例实施例的图解，其中可以实现本文描述的一种或更多种技术；图5是表示可以在图1、图3和图4的数据中心的各种滑板之间建立的链路层连接性的连接性方案的图解；图6是根据一些实施例可以表示在图1-4中描绘的机架中的任何一个具体机架的架构的机架架构的图解；图7是可与图6的机架架构一起使用的滑板的示例实施例的图解；图8是为以扩展能力为特征的滑板提供支撑的机架架构的示例实施例的图解；图9是根据图8的机架架构实现的机架的示例实施例的图解；图10是设计成用于与图9的机架结合使用的滑板的示例实施例的图解；图11是根据各种实施例的数据中心的示例实施例的图解，其中可以实现本文描述的一种或更多种技术；图12是数据中心的示例实施例的图，在数据中心中来自若干机架的每个滑板被连接到单个交换机；图13是数据中心的示例实施例的图，在数据中心中来自若干机架的每个滑板被连接到若干交换机；图14A和14B是来自图12的示例数据中心的机架的示例实施例的图；以及图15是来自图13的示例数据中心的机架的示例实施例的图。具体实施方式虽然本公开的概念可容许各种修改和备选形式，但其特定实施例已经在附图中通过示例的方式被示出了，并且将在本文中被详细描述。然而，应该理解到，并不意图将本公开的概念限制于所公开的具体形式，而是相反，本专利技术将涵盖与本公开和所附权利要求书一致的所有修改、等效和备选方案。在说明书中对“一个实施例”、“实施例”、“说明性实施例”等的引用指示所描述的实施例可包含具体特征、结构或特性，但每一个实施例可包含或者可能不一定包含该具体特征、结构或特性。而且，此类短语不一定指的是同一实施例。另外，当具体特征、结构或特性结合实施例而被描述时，它被认为是在本领域技术人员的知识范围内以结合其它实施例来实现此类特征、结构或特性（不管是否明确描述了）。附加地，应该认识到，包含在以“至少一个A、B和C”的形式的列表中的项能意味着(A)、(B)、(C)、(A和B)、(B和C)、（A和C）或(A、B和C)。类似地，以“A、B或C中的至少一个”的形式列出的项可意味着(A)、(B)、(C)、(A和B)、(B和C)、（A和C）或(A、B和C)。所公开的实施例在一些情况下可在硬件、固件、软件或它们的任何组合中被实现。所公开的实施例还可实现为由一个或多个暂态或非暂态机器可读（例如计算机可读）存储介质携带的或存储在其上的指令，其可由一个或更多个处理器读取和执行。机器可读存储介质可以被实施为用于存储或传送以由机器（例如，易失性或非易失性存储器、介质盘或其它介质装置）可读形式的信息的任何存储装置、机构或其它物理结构。在附图中，一些结构或方法特征可以按特定布置和/或排序示出。然而，应该认识到，可能不要求此类特定布置和/或排序。而是，在一些实施例中，此类特征可以按与在说明性附图中示出的方式和/或次序不同的方式和/或次序布置。附加地，在具体附图中包含的结构或方法特征不意味着意指此类特征在所有实施例中都被要求，并且在一些实施例中可能不包含此类特征，或者可与其它特征组合。图1图示了根据各种实施例的数据中心100的概念性概述，所述数据中心100通常可以表示数据中心或其它类型的计算网络，在其中/针对其可以实现本文描述的一种或多种技术。如图1中所示的，数据中心100通常可以包含多个机架，每个机架可以安置包括相应的物理资源集合的计算设备。在图1中描绘的具体非限制性示例中，数据中心100包含四个机架102A至102D，其安置包括物理资源105A至105D的相应集合的计算设备。根据此示例，数据中心100的物理资源106的共同集合包括分布在机架102A至102D之间的物理资源105A至105D的各种集合。物理资源106可以包括多种类型的资源，诸如-例如-处理器、协处理器、加速器、现场可编程门阵列（FPGA）、存储器和存储装置。实施例不限于这些示例。说明性数据中心100在许多方面不同于典型的数据中心。例如，在说明性实施例中，其上放置诸如CPU、存储器和其它组件的组件的电路板（“滑板”）针对增加的热性能而设计。尤其，在说明性实施例中，滑板比典型的板更浅薄。换句话说，滑板从前到后较短（其中冷却风扇位于其处）。这降低了空气必须行进跨过板上组件的路径的长度。此外，滑板上的组件比起在典型的电路板中要间隔得更远，并且所述组件被布置成减少或消除遮蔽（即，另一组件的空气流动路径中的一个组件）。在说明性实施例中，诸如处理器的处理组件位于滑板的顶侧上，而诸如双列直插式存储器模块（DIMM）的近存储器位于滑板的底侧上。作为通过此设计提供的增强的空气流动的结果，组件可以以比在典型系统更高的频率和功率级操作，由此增加性能。此外，滑板配置成与每个机架102A、102B、102C、102D中的功率和数据通信缆线盲配对，从而增强它们被快速移除、升级、重新安装和/或更换的能力。类似地，位于滑板上的各个组件（例如处理器、加速器、存储器和数据存储驱动器）配置成被容易地升级（由于它们彼此增加的间隔）。在说明性实施例中，组件附加地包括硬件证明特征以证实其可靠性。此外，在说明性实施例中，数据中心100利用支持多个其它网络架构（包括以太网和全路径（Omni-Path））的单个网络架构（“组构”）。在说明性实施例中，滑板经由光纤耦合到交换机，其提供比典型双绞线缆线（例如，类别5、类别5e、类别6等）更高的带宽和更低的时延。由于高带宽、低时延互连和网络架构，数据中心100可以使用物理上解聚的池资源（例如存储器，加速器（例如，图形加速器、FPGA、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种系统，包括：网络交换机，所述网络交换机包括多个光连接器；多个滑板，所述多个滑板中的每个滑板包括电路板、安装在所述电路板上的光连接器，以及安装在所述电路板上的一个或多个物理资源；多个无源光缆，其中所述多个无源光缆中的每个无源光缆包括：至少两个光纤；连接到所述多个滑板中的对应滑板的所述光连接器的、在所述无源光缆的第一端的第一连接器；以及连接到所述网络交换机的所述多个光连接器中的光连接器的、在所述无源光缆的第二端的第二连接器。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.07.22 US 62/365969;2016.08.18 US 62/376859;201.一种系统，包括：网络交换机，所述网络交换机包括多个光连接器；多个滑板，所述多个滑板中的每个滑板包括电路板、安装在所述电路板上的光连接器，以及安装在所述电路板上的一个或多个物理资源；多个无源光缆，其中所述多个无源光缆中的每个无源光缆包括：至少两个光纤；连接到所述多个滑板中的对应滑板的所述光连接器的、在所述无源光缆的第一端的第一连接器；以及连接到所述网络交换机的所述多个光连接器中的光连接器的、在所述无源光缆的第二端的第二连接器。2.如权利要求1所述的系统，其中所述多个滑板包括至少256个滑板。3.如权利要求1所述的系统，其中所述多个滑板中的每个被配置为以至少50千兆比特每秒的速率通过所述对应无源光缆来发送和接收光信号，并且其中所述网络交换机被配置为以至少50千兆比特每秒的速率通过所述多个无源光缆中的每个来发送和接收光信号。4.如权利要求1所述的系统，其中所述多个滑板中的每个被配置为以至少200千兆比特每秒的速率通过所述对应无源光缆来发送和接收光信号，并且其中所述网络交换机被配置为以至少200千兆比特每秒的速率通过所述多个无源光缆中的每个来发送和接收光信号。5.如权利要求1所述的系统，其中所述一个或多个物理资源中的每个以通信方式耦合到所述多个无源光纤中的每个无源光纤。6.如权利要求1所述的系统，其中对于从所述多个滑板中的任何滑板到所述多个滑板中的任何其它滑板的通信，所述网络交换机的交换时延是大体上相同的。7.如权利要求6所述的系统，其中所述网络交换机的所述交换时延小于1000纳秒。8.如权利要求1所述的系统，进一步包括多个机架，每个机架包括多个支撑柱，其中所述多个机架中的每个机架包括所述多个滑板中的两个或更多个，并且其中连接到每个机架的所述滑板的所述无源光缆从那个机架的顶部到所述网络交换机被捆在一起。9.如权利要求1所述的系统，进一步包括至少三个附加的网络交换机和至少三个附加的多个无源光缆，每个附加的多个无源光缆对应于附加的网络交换机，其中每个附加的多个无源光缆中的每个无源光缆包括：至少两个光纤；连接到所述多个滑板的对应滑板的所述光连接器的、在所述无源光缆的第一端的第一连接器；以及连接到所述对应附加的网络交换机的所述多个光连接器中的光连接器的、在所述无源光缆的第二端的第二连接器。10.如权利要求9所述的系统，其中所述多个滑板中的每个被配置为以至少50千兆比特每秒的速率通过所述对应附加的无源光缆来发送和接收光信号，并且其中每个附加的网络交换机被配置为以至少50千兆比特每秒的速率通过所述对应附加的无源光缆中的每个来发送和接收光信号。11.如权利要求9所述的系统，其中所述多个滑板中的每个被配置为以至少200千兆比特每秒的速率通过所述对应附加的无源光缆来发送和接收光信号，并且其中每个附加的网络交换机被配置为以至少200千兆比特每秒的速率通过所述对应附加的无源光缆中的每个来发送和接收光信号。12.如权利要求1所述的系统，其中所述多个滑板中的每个滑板包括计算滑板、存储器滑板或存储滑板。13.一种用于配置数据中心的方法，所述方法包括：将多个无源光缆从所述数据中心的多个...

【专利技术属性】
技术研发人员：MJ阿迪莱塔，A戈留斯，M维尔德，MT克罗克，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：美国,US