開啟擁抱400GE浪潮，引領全新代際：全面解讀華為新一代400GE數(shù)據(jù)中心交換機

7月29日專稿（蔣均牧）作為帶動經(jīng)濟增長、對沖疫情影響，以及賦能千行百業(yè)、助力經(jīng)濟社會高質(zhì)量發(fā)展的重要手段，加快新型基礎設施建設已成我國立足當前、著眼未來的重大戰(zhàn)略部署，并首次被寫入兩會政府工作報告之中。數(shù)據(jù)中心、智算中心等算力基礎設施作為“新基建”的主要方向之一，也備受全社會關(guān)注。

在數(shù)據(jù)中心升級改造過程中，對網(wǎng)絡提出了支撐千行百業(yè)業(yè)務快速創(chuàng)新，承載海量數(shù)據(jù)聯(lián)接的迫切訴求。從100GE遷移到400GE、由SDN向“+智能”的運維進一步演進，成為數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡未來發(fā)展的必由之路。

在7月24日的華為數(shù)據(jù)通信創(chuàng)新技術(shù)峰會活動上，華為數(shù)據(jù)通信產(chǎn)品線總裁胡克文面向全球發(fā)布了華為CloudEngine 16800新一代400GE數(shù)據(jù)中心交換機，基于業(yè)界領先的新平臺、新光接口和新智能，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡的智能超寬、智能聯(lián)接和智能運維，使能“新基建”各領域高效協(xié)同，加快行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型步伐。

數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡加速邁向新時代

今年以來，“新基建”浪潮席卷大江南北，為全社會、全行業(yè)的網(wǎng)絡化、數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型注入澎湃動力，牽引萬物互聯(lián)的智能時代加速到來。在新型基礎設施中，數(shù)據(jù)中心作為算力引擎以及數(shù)據(jù)中樞，相當于智能世界的大腦，重要性毋庸置疑。

隨著智能時代的到來，數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡面臨三大挑戰(zhàn)。胡克文指出，首先是數(shù)據(jù)流量激增，導致帶寬不足。5G、VR/AR、自動駕駛、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等層出不窮的數(shù)字化應用，教育、醫(yī)療、辦公等用戶線上與線下的結(jié)合，在影響和改變?nèi)藗兩钌a(chǎn)方式的同時，也帶來了新一輪的數(shù)據(jù)增長。IDC《世界的數(shù)字化——從邊緣到核心》調(diào)研報告指出，到2025年，全球每年產(chǎn)生的數(shù)據(jù)將增至175ZB，復合年增長率高達61%。按照這樣的增長趨勢，現(xiàn)有100GE的帶寬很快就將難以為繼。

其次是算力損失嚴重。要將數(shù)據(jù)充分利用起來、挖掘出其中的價值，算力是關(guān)鍵。但傳統(tǒng)以太網(wǎng)0.1%的丟包率，導致AI算力只能發(fā)揮50%，這在算力本身就存在嚴重供需不平衡的當前尤其顯得觸目驚心。

最后是運維自動化需求高漲。隨著部署場景的多樣化、承載的應用越來越多，網(wǎng)絡的規(guī)模和復雜度也與日俱增，運維工作逐漸超出了人力所及。SDN只解決自動發(fā)放的問題，規(guī)劃/校檢/故障定位仍有賴于人工，數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡亟需全面自動化的新智能運維方案。

正如移動通信已經(jīng)進入以5G NR技術(shù)為代表的5G時代，數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡也迎來了代際更替，在經(jīng)歷了虛機時代和云計算時代后，加速邁向智能IP時代。新一代數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡需具備400GE智能超寬、零丟包智能聯(lián)接和自動駕駛網(wǎng)絡（ADN）的智能運維三大特征——核心節(jié)點至少支持768x400GE，滿足未來5-10年演進訴求；智能無損自動優(yōu)化，零丟包低時延，100%發(fā)揮AI算力；意圖驅(qū)動網(wǎng)絡全自動部署，智能運維實現(xiàn)故障處理全自動閉環(huán)。

新平臺、新光接口、新智能

正如胡克文所言，“創(chuàng)新是華為之魂，在每一代產(chǎn)品上都追求極致創(chuàng)新”。作為此次深圳活動上的一大主角，華為CloudEngine 16800新一代400GE數(shù)據(jù)中心交換機在平臺、光接口和運維體系方面均作出了跨時代的創(chuàng)新，從而滿足了智能超寬、智能聯(lián)接和智能運維的訴求。

首先，面向智能超寬的訴求，CloudEngine 16800新一代400GE數(shù)據(jù)中心交換機的新平臺硬件方面在極致工藝、高速信息傳輸損耗、單位Gbit功耗等領域取得技術(shù)突破，實現(xiàn)單機提供業(yè)界最大的768端口400GE交換容量；軟件方面在自動化配置、路由協(xié)議和智能數(shù)據(jù)分析等功能取得技術(shù)突破，提升設備集成度和網(wǎng)絡可視化，滿足智能時代數(shù)據(jù)中心算力倍增和超大規(guī)模組網(wǎng)的需求。在算力云等場景因為新一代400GE大規(guī)模組網(wǎng)降低了業(yè)務通信復雜度，帶來算力收益大幅提升。

活動上，華為與泰爾實驗室聯(lián)合宣布，新一代旗艦級數(shù)據(jù)中心交換機CloudEngine 16800滿框768個400GE在蛇形組網(wǎng)下轉(zhuǎn)發(fā)性能通過了嚴格檢測，完成256字節(jié)包L2線速轉(zhuǎn)發(fā)無丟包。這是目前業(yè)界最大規(guī)模的400GE測試，充分彰顯了CloudEngine 16800業(yè)界領先的400GE性能。

其新光接口基于光器件在多層集成電路、信號處理智能光引擎和智能故障預測方面的技術(shù)突破，實現(xiàn)400GE光模塊傳輸能耗降低15%，傳輸距離提升5倍和90%光鏈路風險主動識別，確保算力永續(xù)。

面向智能聯(lián)接的訴求，華為CloudEngine 16800新一代400GE數(shù)據(jù)中心交換機包含獨創(chuàng)智能無損算法，實現(xiàn)網(wǎng)絡零丟包，可提升數(shù)據(jù)計算效率27%，數(shù)據(jù)存儲效率30%，保障業(yè)務體驗。同時，實現(xiàn)計算、存儲和業(yè)務三張網(wǎng)合一，可降低TCO 30%。當前全球已有超100家數(shù)據(jù)中心完成零丟包智能無損網(wǎng)絡的部署。

面向智能運維的訴求，它基于新智能運維，實現(xiàn)了業(yè)界唯一L3級數(shù)據(jù)中心全生命周期自動駕駛網(wǎng)絡，并在1分鐘故障感知、3分鐘故障定位和5分鐘故障修復的智能運維能力上實現(xiàn)未知故障提前預測，將故障自動定位率提升到98%，降低OPEX 43%。

引領時代背后的黑科技

追求創(chuàng)新需要持續(xù)而龐大的投入作為底氣。華為此前發(fā)布的年報顯示，其2019年的研發(fā)費用支出達到人民幣1317億元，約占全年收入的15.3%，近十年累計投入的研發(fā)費用超過6000億元；從事研究與開發(fā)的人員約9.6萬名，約占公司總?cè)藬?shù)的49%。這樣的“舍得”，使得這家公司的“武器庫”異常充沛。

那么在CloudEngine 16800新一代400GE數(shù)據(jù)中心交換機這樣一款引領時代的設備的背后，又有哪些黑科技“武器”支撐？讓我們來探究一下。

從100GE到高密400GE，首先考驗的是信號高速傳輸能力。400GE接口設備內(nèi)互連信號速率是53Gbps，信號的頻率每翻一倍，PCB線路板信號衰減就會增大20%以上，傳統(tǒng)的電路板由于采用的是普通銅箔材料及制造工藝問題，當信號傳輸速率提升時損耗和高頻干擾非常嚴重，存在速率極限。華為采用新型亞微米無損材料及高分子鍵合技術(shù)的制作工藝，將電信號的傳輸效率提升30%，滿足100GE到400GE甚至800GE全生命周期兼容和能力演進。

在能效方面，華為提出業(yè)界首個雙路輸入智能切換的電源模塊，采用磁吹滅弧和大勵磁技術(shù)實現(xiàn)ms級快速切換，21個電源模塊就可實現(xiàn)原來40個模塊所達到的供電能力和可靠性，電源空間節(jié)省50%。同時，在線路板上采用矩陣磁和高頻磁技術(shù)，能夠在兩個拇指大小的空間內(nèi)提供1600W供電能力，使得單位空間的供電效率提升了90%。

超高密并不能依靠簡單的硬件堆疊實現(xiàn)，散熱是必須解決的問題，也與整張網(wǎng)絡的表現(xiàn)息息相關(guān)。CloudEngine 16800新一代400GE數(shù)據(jù)中心交換機從單板和系統(tǒng)兩個層級雙管齊下予以解決。單板散熱方面，芯片會產(chǎn)生熱量，如何將這些熱量均勻?qū)С鰡伟宀⑸l(fā)出去是散熱設計的關(guān)鍵。CloudEngine 16800采用獨有的碳納米導熱墊和VC相變散熱技術(shù)，散熱效率較業(yè)界提升4倍，整機可靠性提升20%。整機散熱方面，華為采用了業(yè)界首創(chuàng)的混流風扇，使得整機散熱效率達到最佳。與業(yè)界相比，平均每比特數(shù)據(jù)的功耗降低50%，相當于每臺每年節(jié)省32萬度電，約合26萬元電費，減少碳排放250余噸。加上其獨有的磁導率馬達，靜音導流環(huán)噪音降低6dB，真正做到了綠色節(jié)能。

在全球數(shù)據(jù)中心交換機廠商中，華為已連續(xù)七年復合增長率第一，發(fā)展勢頭強勁，市場份額亦已位居中國第一、全球前三。其數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡還曾兩次榮獲Gartner“客戶之選”榮譽稱號，該獎項標志客戶的真實反饋。而此次CloudEngine 16800新一代400GE數(shù)據(jù)中心交換機的推出，更是開啟了數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡擁抱400GE的潮流、引領了一個全新的代際。在接下來的時間里，CloudEngine 16800將有怎樣的出色表現(xiàn)，又將如何助力“新基建”、帶來更多商業(yè)場景創(chuàng)新，值得我們期待。

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