Trung tâm dữ liệu công ty điển hình, thường được thiết kế để phục vụ một doanh nghiệp hoặc nhu cầu của công ty, thường chỉ là một phần của tổ chức các chức năng khác và không được thiết kế linh hoạt để mở rộng và đáp ứng nhu cầu băng thông ngày càng tăng. Khi phát triển về quy mô và sự phức tạp, chúng đã tạo ra chi phí lớn cho các doanh nghiệp hiện đang bị gánh nặng bởi các nguồn lực cần thiết để duy trì và nâng cấp các trung tâm dữ liệu đó, chuyển sự chú ý quan trọng khỏi chuyên môn kinh doanh cốt lõi của họ vào đó. Nhiều doanh nghiệp đang chuyển sang giải pháp đám mây hoặc hybrid cloud để giảm bớt vấn đề này và giảm gánh nặng cho các trung tâm dữ liệu của công ty.

Các dịch vụ đám mây được cung cấp bởi các tên tuổi lớn trong lĩnh vực này cung cấp các trung tâm dữ liệu chuyên dụng cho phép các tổ chức tận dụng quy mô của cơ sở hạ tầng dịch vụ đám mây và về bản chất, thuê ngoài phần lớn khối lượng công việc cơ sở hạ tầng IT từ nhà cung cấp. Nhà cung cấp đám mây xử lý việc nâng cấp và bảo trì, trong khi công ty trả một khoản phí liên tục tùy thuộc vào số lượng tài nguyên họ sử dụng. Các dịch vụ đám mây này là một trong những dịch vụ của các công ty sản xuất dữ liệu lớn nhất thế giới như Amazon, Google, Facebook, IBM và Microsoft, các công ty đã phát triển cho nhu cầu của riêng họ và hiện cung cấp dịch vụ. Để đảm bảo rằng cơ sở hạ tầng của họ có thể phát triển linh hoạt, các công ty hàng đầu thế giới đó sử dụng một trung tâm dữ liệu siêu cấp.

Các trung tâm dữ liệu siêu cấp (hyperscale) lớn hơn các trung tâm dữ liệu doanh nghiệp và hàng ngàn máy chủ trong hàng ngàn mét vuông của các cơ sở dành riêng cho các máy chủ đó. Các trung tâm dữ liệu siêu cấp được hưởng lợi từ các nền kinh tế theo quy mô và kỹ thuật tùy chỉnh để vượt trội hơn rất nhiều trung tâm dữ liệu doanh nghiệp điển hình. Hầu hết các trung tâm dữ liệu siêu cấp là trung tâm dữ liệu loại 4, có nghĩa là chúng có khả năng chịu lỗi và có 2 (n+1). Họ chủ yếu sử dụng cáp quang cho tất cả các kết nối, ngoài có lẽ là một vài kết nối đồng cho các mạng hoặc trung tâm điều khiển cục bộ. Và các trung tâm dữ liệu quy mô đang gia tăng.

Các trung tâm dữ liệu hyperscale tăng gấp đôi từ năm 2016 đến 2021. Vào năm 2022, Amazon Web Services (AWS), Microsoft Azure, Alibaba Cloud và Google Cloud Platform chiếm 49% thị phần. Khi các siêu cấp này phát triển và mở rộng, và khối lượng dữ liệu tăng lên, họ đang tìm kiếm mạng nhanh hơn để tăng hiệu quả và tối đa hóa thông lượng trên mỗi nút bằng cách nhận được nhiều băng thông hơn trên các làn dữ liệu ít hơn.

Thách thức

Với các trung tâm dữ liệu hyperscale đang gia tăng, có những lợi ích rõ ràng cho hiệu quả và tính kinh tế của quy mô. Và khi sự tăng trưởng không ngừng đẩy các đối thủ mới vào thị trường, việc các nhà cung cấp tiếp tục tiến lên để áp dụng các công nghệ mới mang lại cho họ lợi thế. Để đạt được và duy trì lợi thế đó, họ phải theo kịp với sự gia tăng chung trong sản xuất dữ liệu và nhu cầu về tốc độ nhanh hơn. Nói một cách đơn giản, làm thế nào để bạn nén nhiều băng thông vào cùng một không gian?

Để theo kịp, các trung tâm dữ liệu quá mức phải xử lý sự tăng trưởng dữ liệu cần thiết cho các dịch vụ đám mây, bao gồm PaaS, SaaS và IaaS, các thế hệ công nghệ Ethernet liên tiếp đã tìm cách tăng thông lượng dữ liệu thông qua tốc độ trên mỗi cổng mạng và tốc độ tổng thể của một nút trên mạng. Tăng tốc độ đạt được bằng cách tăng số lượng cổng mạng, số lượng làn trên mỗi cổng hoặc tốc độ trên mỗi làn.

Mật độ cổng: Điều này có nghĩa là nhiều cổng mạng trên mỗi mô -đun mạng. Thêm nhiều cổng là một cách đơn giản để thêm băng thông hơn, nhưng với giới hạn về số lượng cổng có thể phù hợp về mặt vật lý trong không gian và sự phức tạp của việc thêm nhiều cáp.

Làn dữ liệu: SFP+ đã hỗ trợ một làn dữ liệu duy nhất và QSFP+ tăng gấp bốn lần các làn dữ liệu trong bốn lần thông lượng. QSFP28 và QSFP56 đã giữ lại bốn làn dữ liệu và tăng băng thông trên mỗi làn. Cuối cùng, cũng có QSFP56-DD, làm tăng số lượng làn lên tám.

Modulation technology: Các công nghệ Modulation mới đã mở ra cơ hội truyền dữ liệu double-bit đáng tin cậy. Cả QSFP+ và QSFP28 đều sử dụng NRZ, rất gần, cho phép truyền bit đơn để truyền và nhận 1 hoặc 0. QSFP56 sử dụng công nghệ Modulation mới có tên PAM4 và cho phép truyền dữ liệu double-bit, do đó thay vì một bit đơn tại một thời điểm, có thể gửi và nhận và nhận double-bit 00, 01, 10 hoặc 11 bit. QSFP-DD tương thích ngược với cả hai.

Để khắc phục những hạn chế về thể chất và tăng băng thông tổng thể, các siêu âm có thể tìm kiếm đến 200GBE, kết hợp các công nghệ đó để cung cấp lợi thế mà họ cần để vượt lên trước.

Giải pháp Nexcom

Nexcom đã phát triển mô-đun LAN NL 110FM-OS 200GBE đáp ứng các thách thức thị trường mới và sử dụng các công nghệ mạng mới nhất để hỗ trợ các yêu cầu của các mạng tiên tiến nhất hiện nay, cung cấp nhiều dữ liệu thông lượng hơn ở tốc độ cao hơn trong ít làn dữ liệu hơn. Là một công nghệ hàng đầu giai đoạn đầu, mô-đun 200GBE này hoàn toàn phù hợp với phạm vi thiết bị mạng có thương hiệu Nexcom, nơi chúng tôi có thể triển khai các công nghệ mới một cách nhanh chóng, ngay cả trước khi họ thấy việc áp dụng rộng rãi trong các máy chủ COTS.

NL 110FM-OS có kết nối PCIe Gen4 X16 cung cấp truyền dữ liệu 16 GT/s, gấp đôi tốc độ của PCIe Gen3. Kết nối mạng được hỗ trợ thông qua cổng QSFP56 cung cấp tốc độ dữ liệu 200 GB/s (4x50 GB/s). Và tại trung tâm của mô-đun LAN là NVIDIA® ConnectX®-6 DX Smartnic, một bộ network adapter giành giải thưởng thế giới, cung cấp các khả năng phần cứng tốt nhất, tăng tốc và bảo mật khối lượng công việc của trung tâm dữ liệu và đám mây.

Hiệu suất của tất cả các mô -đun LAN NEXCOM trên 10GBE được tối ưu hóa với Data Plane Development Kit (DPDK), cung cấp Environment Abstraction Layer (EAL) mang lại hiệu quả tính toán cao hơn và thông lượng gói cao hơn. Thư viện mặt phẳng dữ liệu DPDK và trình điều khiển giao diện mạng của Trình điều khiển chế độ bỏ phiếu giảm tải TCP Xử lý gói TCP từ kernel đến không gian người dùng, cho phép các nhà phát triển thực hiện chức năng mạnh mẽ vào các ứng dụng của họ nhanh hơn trước.

Bộ điều khiển giao diện mạng thông minh NVIDIA® ConnectX®-6 DX Ethernet (SmartNIC) được thiết kế để hỗ trợ mạng và bảo mật nâng cao cho khối lượng công việc của Trung tâm dữ liệu và đám mây đòi hỏi cao nhất. ConnectX-6 cung cấp thông lượng 200 GB/s với 200 triệu tin nhắn mỗi giây ở mức dưới 600 nano giây của độ trễ từ đầu đến cuối.

Connectx®-6 DX được tích hợp trong NL 110FM-OS 200GBE cung cấp năng lượng cho một cổng duy nhất gồm 200 GB/s kết nối thông qua công nghệ SERDES 50GB/s (PAM4) và đầu nối QSFP56. Connectx®-6 DX cũng bao gồm một số tính năng hữu ích khác để ảo hóa, quyền riêng tư và hiệu suất bộ nhớ.

Ảo hóa: hỗ trợ ảo hóa I/O đơn lẻ (SR-IOV) và Virtio trong phần cứng để giải quyết các nhu cầu ứng dụng khác nhau. Công nghệ này giảm tải khối lượng công việc mạng đám mây và giải phóng tài nguyên CPU cho các ứng dụng khác.

Privacy: Với bảo mật dữ liệu là mối quan tâm chính, mã hóa nội tuyến và giải mã, lọc gói trạng thái và các khả năng khác đưa bảo mật tiên tiến xuống mọi nút với hiệu suất và khả năng mở rộng chưa từng có.

RDMA: Dòng NVIDIA, ConnectX® mang đến RDMA tốt nhất trong lớp Ethernet hội tụ (ROCE), cho phép các giải pháp ROCE có thể mở rộng, dễ triển khai và kiên cường. Và để lưu trữ dữ liệu, ConnectX®-6 DX tối ưu hóa bộ tăng tốc lưu trữ.

Connectx®-6 DX SmartNic cung cấp giao diện mạng đám mây an toàn và tiên tiến để tăng tốc các ứng dụng trung tâm dữ liệu quan trọng của nhiệm vụ, như bảo mật, ảo hóa, SDN, NFV, big data, học máy và lưu trữ.

Kết luận

Đối với các siêu cấp muốn duy trì cạnh của họ như những người tiên phong, điều tối quan trọng là họ theo kịp các xu hướng công nghệ mới nhất để cải thiện hiệu suất thông qua độ trễ thấp hơn và tốc độ truyền cao hơn trên ít làn dữ liệu hơn. NEXCOM NL 110FM-OS cho phép các trung tâm dữ liệu siêu cấp vào tốc độ mạng 200 GB/s để đơn giản hóa cơ sở hạ tầng mạng và tối đa hóa tốc độ giao diện trên mỗi nút mạng và vượt lên trước đối thủ của họ. Đồng thời, họ có thể tận dụng sức mạnh của DPDK để thực hiện các ứng dụng mới với khả năng đáp ứng và khả năng mở rộng tốt hơn.

NEXCOM NL 110FM-OS cũng là một lựa chọn lý tưởng để kiểm tra hiệu suất mạng. Với các công nghệ mới nhất và tốc độ cao, đây là ứng cử viên chính để thực hiện các bài kiểm tra điểm chuẩn, xác định tắc nghẽn và tăng hiệu quả của tất cả các hệ thống mạng con.