Leistungsaufnahme und Wärmeverluste in Rechenzentren in den Griff bekommen

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Einfluss von Low-Power-Gigabit-SerDes

Der Stromverbrauch von Gigabit-SerDes-Bausteinen (Serializer/Deserializer), die neben den Ports für externe Verbindungen auch den Datenaustausch über systeminterne Backplane-Verbindungen steuern, hat einen wesentlichen Einfluss auf den Gesamtverbrauch von Rechenzentrumsgeräten sowie auf die insgesamt erzeugte Wärme.

Mit der Weiterentwicklung der Gigabit-SerDes-Technologie von bipolaren und Gallium-Arsenid-Designs zu reinen CMOS-Designs konnte die Verlustleistung der Bausteine erheblich gesenkt werden. Standardmäßige Gigabit-Ethernet-SerDes-Bausteine sind hier ein gutes Beispiel: Die erste Generation von SerDes-Bausteinen verbrauchte noch über 1 W pro Port. Demgegenüber weist die aktuelle Generation von Gigabit-Ethernet-SerDes-Bausteinen, z. B. der TLK1221 von TI, einen Nominalverbrauch von weniger als 175 mW pro Port auf.

Wesentlich geringere Wärmeabgabe

10-Gigabit-Ethernet wird heute weitverbreitet in Rechenzentren eingesetzt. Somit bietet es sich an, als Beispiel die Entwicklung von 10-GbE-SerDes und die damit verbundenen Auswirkungen auf die Verlustleistung von Rechenzentrumsgeräten zu betrachten.

Die erste Generation von 10-GbE-XAUI-SerDes (10 Gigabit Attachment Unit Interface) verbrauchte noch mehr als 3 W Strom für einen XAUI-Port. Die XAUI-Bausteine der aktuellen Version, z. B. der TLK3134 und TLK3138 von TI, haben einen Stromverbrauch von ca. 1 W pro XAUI-Port und geben wesentlich weniger Wärme ab, da sie mit modernster CMOS-Prozesstechnologie gefertigt werden.

Bausteine wie die TLK-SerDes-Familie von TI bieten nicht nur Einsparungen beim Stromverbrauch, sondern auch adaptive Entzerrung and Jitter-Cleaning. Diese erlauben den Verzicht auf externe Komponenten, was zu weiteren Einsparungen an Verlustleistung, Platz und Kosten führt. Hier eine Gegenüberstellung sowohl für Gigabit als auch XAUI, jeweils erste und jüngste Generation:

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