QSFP112 e OSFP a confronto: quale fattore di forma 400G scegliere?

L'aggiornamento di un data center a 400G impone decisioni difficili sull'hardware e la scelta del fattore di forma giusto per il ricetrasmettitore ottico è senza dubbio una delle più importanti. È necessario scegliere correttamente il formato fisico, perché determina la strategia di raffreddamento, la densità dei rack e la facilità con cui sarà possibile espandere il sistema in futuro. Attualmente, QSFP112 e OSFP sono i due principali contendenti. Affrontano la larghezza di banda e i limiti termici in modi completamente diversi, quindi è necessario esaminare attentamente i requisiti effettivi delle piattaforme host prima di acquistare qualsiasi componente.                   

Che cosa sono QSFP112 e OSFP?

Che cos'è un ricetrasmettitore QSFP112?

Un ricetrasmettitore QSFP112 (Quad Small Form-factor Pluggable 112) è un modulo inseribile ad alta velocità progettato per la connettività di rete 400G. Utilizza quattro corsie elettriche che operano a 112Gbps ciascuna, con modulazione PAM4, per raggiungere una velocità di trasmissione dati aggregata di 400Gbps. QSFP112 mantiene le dimensioni fisiche compatte del tradizionale fattore di forma QSFP, risultando delle stesse dimensioni dei moduli QSFP28 e QSFP56, ma offrendo velocità dell'interfaccia elettrica e larghezza di banda notevolmente superiori. Grazie all'elevata densità di porte e alle prestazioni, il fattore di forma QSFP112 è ampiamente utilizzato in Ethernet 400G, nelle reti InfiniBand e nelle interconnessioni dei data center IA.

Che cos'è un ricetrasmettitore OSFP?

OSFP (Octal Small Form-factor Pluggable) è un fattore di forma per ricetrasmettitori inseribili progettato per la connettività di rete ad alta velocità, che supporta principalmente applicazioni 400G e 800G. Nelle applicazioni 400G, i ricetrasmettitori OSFP utilizzano generalmente otto corsie elettriche che operano a circa 50Gbps ciascuna, con modulazione PAM4 per raggiungere una velocità di trasmissione dati aggregata di 400Gbps. In base alla struttura di raffreddamento, i ricetrasmettitori OSFP sono generalmente disponibili in due versioni: IHS (Integrated Heat Sink), che presenta alette di raffreddamento esposte integrate nel modulo, e RHS (Riding Heat Sink), che ha una superficie superiore relativamente piatta e si affida alla struttura di raffreddamento del dispositivo host per la dissipazione del calore. 

QSFP112 e OSFP a confronto: le differenze principali a colpo d'occhio        

Di seguito sono riportate le principali differenze tra due tipi di fattori di forma dei moduli ottici 400G.

Come scegliere tra QSFP112 e OSFP per 400G?    

Fattore di forma e compatibilità con l'host    

Nella maggior parte dei casi, l'hardware già presente nei rack determina la scelta tra QSFP112 e OSFP. QSFP112 mantiene le dimensioni fisiche compatte della famiglia QSFP, risultando adatto ai dispositivi progettati per supportare i moduli QSFP112. Tuttavia, la compatibilità con gli alloggiamenti QSFP standard non deve essere data per scontata, poiché contano anche le specifiche elettriche dell'host e il supporto dei moduli. OSFP ha un design fisico completamente diverso e richiede porte OSFP dedicate. È ampiamente adottato negli switch per data center ad alte prestazioni, dove la sua architettura a otto corsie supporta applicazioni con maggiore larghezza di banda.

Requisiti di larghezza di banda e piani di aggiornamento

QSFP112 è utilizzato principalmente nelle applicazioni 400G tramite un'architettura 4 × 112G PAM4. È adatto alle reti con requisiti attuali di connettività 400G. OSFP supporta una gamma più ampia di velocità. OSFP standard può supportare applicazioni 400G, 800G e 1.6T tramite diverse configurazioni delle corsie elettriche, tra cui 8 × 100G PAM4 per 800G e 8 × 200G PAM4 per 1.6T. Per le reti che utilizzano principalmente connessioni 400G, QSFP112 è una scelta adatta. OSFP merita di essere preso in considerazione quando si pianifica il passaggio a 800G o 1.6T, soprattutto nelle implementazioni di data center su larga scala.

Consumo energetico e requisiti di raffreddamento       

Il consumo energetico e la gestione termica dipendono dal design del modulo, dai componenti interni e dalle capacità di raffreddamento dell'host. QSFP112 ha un involucro compatto, che lo rende adatto alle apparecchiature con vincoli di spazio. OSFP offre diversi design di raffreddamento, tra cui IHS e RHS. I moduli IHS sono dotati di alette di raffreddamento integrate, mentre i moduli RHS hanno una superficie superiore relativamente piatta e si affidano maggiormente alle strutture di raffreddamento dell'host.

Densità delle porte e costi di implementazione      

QSFP112 mantiene un fattore di forma compatto, consentendo agli switch di ospitare più porte nello stesso spazio rack. Questo è vantaggioso per le implementazioni in cui il numero di porte e lo spazio rack sono aspetti fondamentali. Tuttavia, il fattore di forma più grande di OSFP può limitare il numero di porte che possono essere collocate sul pannello frontale di uno switch, a seconda del design.

Il costo di implementazione dipende anche dall'infrastruttura di rete già presente. Le organizzazioni che utilizzano attualmente sistemi basati su QSFP hanno un costo totale di proprietà inferiore quando scelgono di effettuare l'aggiornamento con QSFP112, poiché questo consente loro di utilizzare il design degli switch e la configurazione di cablaggio esistenti e compatibili. D'altra parte, le organizzazioni che vogliono implementare OSFP devono investire in nuovo hardware (progettato specificamente per gli alloggiamenti OSFP), aumentando così l'investimento iniziale. Tuttavia, le organizzazioni che pianificano il passaggio a 800G o oltre potrebbero trovare in OSFP una maggiore flessibilità per gli aggiornamenti futuri.

Raccomandazioni per diversi scenari di rete   

I data center aziendali standard e i siti di edge computing avranno raramente bisogno di superare 400G nel prossimo futuro. Per queste configurazioni, QSFP112 è la scelta più conveniente dal punto di vista economico e tecnico. Si adatta a spazi ad alta densità e mantiene gestibili i costi di implementazione. Le strutture hyperscale e i cluster di addestramento dell'IA operano in una realtà completamente diversa. In quei rack, OSFP domina il livello di commutazione centrale perché nessun'altra soluzione gestisce il calore intenso e offre la scalabilità necessaria. Anche in queste enormi fabric per l'IA, gli ingegneri di rete continuano a fare ampio affidamento su QSFP112, ma lo utilizzano specificamente per terminare i collegamenti ottici sulle schede di interfaccia di rete dei server.

QSFP112 e OSFP possono essere collegati tra loro?

I moduli QSFP112 e OSFP non possono essere inseriti direttamente gli uni nelle porte degli altri perché hanno dimensioni fisiche e design degli alloggiamenti diversi. Un modulo QSFP112 non entra in una porta OSFP e un modulo OSFP non può essere installato in una porta QSFP112. Tuttavia, le differenze fisiche non impediscono ai dispositivi QSFP112 e OSFP di comunicare tra loro sulla stessa rete. Possono essere collegati utilizzando ricetrasmettitori ottici compatibili a entrambe le estremità o cavi da QSFP112 a OSFP appositamente progettati. L'essenziale è assicurarsi che entrambe le estremità supportino la stessa velocità di trasmissione dei dati, lo stesso protocollo di rete e le stesse specifiche di trasmissione.

Domande frequenti su OSFP e QSFP112

D: OSFP è migliore di QSFP112?

R: Nessuno dei due fattori di forma è sempre superiore. QSFP112 offre un'opzione conveniente per le reti 400G, puntando a massimizzare la densità delle porte e la retrocompatibilità con le apparecchiature esistenti basate su QSFP. OSFP ha una maggiore capacità di supportare livelli più elevati di consumo energetico e una migliore gestione termica, che ne consentono l'utilizzo in applicazioni ad alta velocità come le reti 800G e le future reti 1.6T. La scelta migliore dipenderà dal design dello switch, dai requisiti di rete e dagli aggiornamenti pianificati.    

D: QSFP112 supporta le reti 800G?

R: No, QSFP112 è progettato per applicazioni 400G e utilizza quattro corsie elettriche 100G. Non è possibile aggiornare una porta QSFP112 esistente a 800G semplicemente sostituendo il ricetrasmettitore. 

D: QSFP112 è più efficiente dal punto di vista energetico rispetto a OSFP?

R: Non necessariamente. Il consumo energetico di un ricetrasmettitore dipende più dalla sua progettazione interna, dalla tecnologia ottica e dai componenti elettrici che dal suo fattore di forma. Ricetrasmettitori 400G QSFP112 e OSFP comparabili possono avere requisiti energetici simili. Pertanto, QSFP112 non consuma automaticamente meno energia di OSFP. Quando si confrontano i due, occorre verificare il consumo energetico massimo indicato nelle schede tecniche degli specifici modelli di modulo.