QSFP112 и OSFP: какой форм-фактор 400G выбрать?

Модернизация центра обработки данных до 400G требует непростых решений по выбору оборудования, и выбор подходящего форм-фактора оптического трансивера — одно из самых важных. Необходимо правильно выбрать конструктивное исполнение, поскольку от него зависят стратегия охлаждения, плотность размещения оборудования в стойках и простота последующего масштабирования. Сегодня два основных варианта — QSFP112 и OSFP. В них совершенно по-разному решаются вопросы пропускной способности и тепловых ограничений, поэтому перед покупкой необходимо внимательно изучить реальные требования ваших аппаратных платформ.                   

Что такое QSFP112 и OSFP?

Что такое трансивер QSFP112?

Трансивер QSFP112 (Quad Small Form-factor Pluggable 112) — это высокоскоростной сменный модуль, предназначенный для сетевых соединений 400G. Он использует четыре электрические линии со скоростью 112Gbps каждая и модуляцию PAM4 для достижения суммарной скорости передачи данных 400Gbps. QSFP112 сохраняет компактные физические размеры традиционного форм-фактора QSFP, совпадая по размеру с модулями QSFP28 и QSFP56, но при этом обеспечивает значительно более высокие скорости электрического интерфейса и пропускную способность. Благодаря высокой плотности портов и производительности, форм-фактор QSFP112 широко используется в 400G Ethernet, сетях InfiniBand и межсоединениях центров обработки данных для ИИ.

Что такое трансивер OSFP?

OSFP (Octal Small Form-factor Pluggable) — это форм-фактор сменных трансиверов, предназначенный для высокоскоростных сетевых соединений и преимущественно поддерживающий решения 400G и 800G. В решениях 400G трансиверы OSFP обычно используют восемь электрических линий со скоростью примерно 50Gbps каждая и модуляцию PAM4 для достижения суммарной скорости передачи данных 400Gbps. В зависимости от конструкции охлаждения трансиверы OSFP обычно выпускаются в двух исполнениях: IHS (Integrated Heat Sink) с открытыми ребрами охлаждения, встроенными в модуль, и RHS (Riding Heat Sink) с относительно плоской верхней поверхностью, использующее систему охлаждения хост-устройства для отвода тепла. 

QSFP112 и OSFP: краткий обзор ключевых различий        

Ниже приведены основные различия между двумя форм-факторами оптических модулей 400G.

Как выбрать между QSFP112 и OSFP для 400G?    

Форм-фактор и совместимость с хост-устройством    

В большинстве случаев оборудование, уже установленное в ваших стойках, определяет выбор между QSFP112 и OSFP. QSFP112 сохраняет компактные физические размеры семейства QSFP, что делает его подходящим для устройств, рассчитанных на поддержку модулей QSFP112. Однако не следует предполагать совместимость со стандартными разъёмными гнёздами QSFP, поскольку электрические характеристики хост-устройства и поддержка модулей также имеют значение. OSFP имеет совершенно другую физическую конструкцию и требует специальных портов OSFP. Он широко применяется в высокопроизводительных коммутаторах центров обработки данных, где его архитектура с восемью линиями обеспечивает поддержку приложений с более высокой пропускной способностью.

Требования к пропускной способности и планы модернизации

QSFP112 преимущественно используется в приложениях 400G благодаря архитектуре 4 × 112G PAM4. Он подходит для сетей с текущими требованиями к подключению на скорости 400G. OSFP поддерживает более широкий диапазон скоростей. Стандартный OSFP может поддерживать приложения 400G, 800G и 1.6T с различными конфигурациями электрических линий, включая 8 × 100G PAM4 для 800G и 8 × 200G PAM4 для 1.6T. Для сетей, в которых преимущественно используются соединения 400G, хорошо подходит QSFP112. OSFP стоит рассмотреть при планировании перехода на 800G или 1.6T, особенно при масштабных развёртываниях в центрах обработки данных.

Энергопотребление и требования к охлаждению       

Энергопотребление и отвод тепла зависят от конструкции модуля, внутренних компонентов и возможностей охлаждения хост-устройства. QSFP112 имеет компактный корпус, что делает его подходящим для оборудования с ограниченным пространством. OSFP предлагает различные варианты охлаждения, включая IHS и RHS. Модули IHS оснащены встроенными рёбрами охлаждения, тогда как модули RHS имеют относительно плоскую верхнюю поверхность и в большей степени полагаются на охлаждающие конструкции хост-устройства.

Плотность портов и стоимость развёртывания      

QSFP112 сохраняет компактный форм-фактор, позволяя размещать в коммутаторах больше портов при том же занимаемом пространстве в стойке. Это полезно для развёртываний, где количество портов и место в стойке имеют большое значение. Однако более крупный форм-фактор OSFP может ограничивать количество портов, размещаемых на передней панели коммутатора, в зависимости от его конструкции.

Стоимость развёртывания также зависит от уже существующей сетевой инфраструктуры. Организации, которые в настоящее время используют системы на базе QSFP, получают более низкую стоимость владения при модернизации с использованием QSFP112, поскольку это позволяет им использовать имеющуюся совместимую конструкцию коммутаторов и кабельную инфраструктуру. С другой стороны, организациям, которые хотят внедрить OSFP, необходимо инвестировать в новое оборудование, специально разработанное для разъёмных гнёзд OSFP, что увеличит первоначальные вложения. Однако организации, планирующие переход на 800G или более высокие скорости, могут обнаружить, что OSFP обеспечивает им большую гибкость для будущей модернизации.

Рекомендации для различных сетевых сценариев   

Обычным корпоративным центрам обработки данных и площадкам периферийных вычислений в ближайшем будущем редко требуется превышать скорость 400G. Для таких конфигураций QSFP112 — наиболее рациональный выбор с финансовой и технической точки зрения. Он подходит для плотного размещения и позволяет удерживать затраты на развёртывание на приемлемом уровне. Гипермасштабные объекты и кластеры обучения ИИ работают в совершенно иных условиях. В таких стойках OSFP доминирует на уровне ядра коммутации, поскольку ничто другое не справляется с интенсивным тепловыделением и не обеспечивает необходимую масштабируемость. Даже в таких масштабных сетевых фабриках ИИ сетевые инженеры по-прежнему активно используют QSFP112, но именно для подключения оптических линий к сетевым картам серверов.

Можно ли соединять QSFP112 и OSFP друг с другом?

Модули QSFP112 и OSFP нельзя напрямую вставлять в порты друг друга, поскольку они имеют разные физические размеры и конструкции разъёмных гнёзд. Модуль QSFP112 не поместится в порт OSFP, а модуль OSFP нельзя установить в порт QSFP112. Однако физические различия не мешают устройствам QSFP112 и OSFP обмениваться данными в одной сети. Их можно соединить с помощью совместимых оптических трансиверов на обоих концах или специально разработанных кабелей QSFP112–OSFP. Главное — убедиться, что обе стороны поддерживают одинаковую скорость передачи данных, сетевой протокол и характеристики передачи.

Часто задаваемые вопросы об OSFP и QSFP112

В: OSFP лучше, чем QSFP112?

О: Ни один из форм-факторов не превосходит другой во всех случаях. QSFP112 представляет собой экономичный вариант для сетей 400G с акцентом на максимальную плотность портов и обратную совместимость с существующим оборудованием на базе QSFP. OSFP обладает большими возможностями поддержки более высокого энергопотребления и улучшенного отвода тепла, что позволяет использовать его в высокоскоростных приложениях, таких как 800G и будущие сети 1.6T. Оптимальный выбор зависит от конструкции коммутатора, требований сети и планируемой модернизации.    

В: Поддерживает ли QSFP112 сеть 800G?

О: Нет, QSFP112 предназначен для приложений 400G и использует четыре электрические линии 100G. Нельзя просто заменить трансивер и повысить скорость существующего порта QSFP112 до 800G. 

В: Является ли QSFP112 более энергоэффективным, чем OSFP?

О: Не обязательно. Энергопотребление трансивера зависит в большей степени от его внутренней конструкции, оптической технологии и электрических компонентов, чем от форм-фактора. Сопоставимые трансиверы 400G QSFP112 и OSFP могут иметь схожие требования к питанию. Поэтому QSFP112 не обязательно потребляет меньше энергии, чем OSFP. При сравнении этих двух форм-факторов проверяйте максимальное энергопотребление, указанное в технических спецификациях конкретных моделей модулей.