Molex Twinax「嵌入式」56 Gbps / 112G bps 解決方案

 

當前，56Gbps PAM-4 和112 Gbps PAM-4信號成為一種主流。這對數據中心和電信基礎設施行業提出了新的要求，他們需要在更緊湊的空間內提升數據速度而不得影響到信號完整性，因此他們需要考慮一個經濟有效的方案，從而使效率、可靠性、能耗、熱性能及速度提升到極致水平而又不影響經濟效益。

從技術上講，在相同的頻率下，PAM-4技術提供的數據速率速度是NRZ技術的兩倍，但PAM-4的實施具有難度。儘管Megtron 6和Megtron 8之類的印刷電路板材料可以降低插入損耗和信道噪聲，但是成本高昂，而且在不使用retimers的情況下仍然可能無法提供充分的信道餘量。

如此一來，業界對於低損耗高速twinax解決方案的興趣開始不斷增長，通過這類解決方案可以避開使用有損耗的印刷電路板材料。Twinax這種“內嵌式”的解決方案可以提供更高的信道餘量，從而極大的降低交換機、路由器或者服務器的ASIC 與前面板I/O 之間的插入損耗。

Twinax解決方案的優勢

由於twinax出色的信號完整性表現能夠去除信道中的retimers,和消除通道中的重計時器的能力，ASIC則可以事半功倍的工作。Twinax解決方案能增加設計的靈活性，它能將ASIC擺放於任意位置、減少板層數量和使用更小的PCB。此外，由於該解決方案的出色的信號完整性和低插入損耗能力，設計師可以在交換機/路由器和整個機架中使用成本較低的無源線纜解決方案，而不會影響性能。

迎接設計上的挑戰

使用twinax解決方案還可以縮短上市時間，從而避免了工程師花費數月時間來優化每個通道。然而，用twinax解決方案替代標準的PCB方案在設計上有許多不同之處。

許多頂尖的TOR設計師已經在尋找最好的方式來支持博通公司(Broadcom) “Tomahawk-4”ASIC。然而支持1024 56G PAM-4差分信號意味著設計師最起碼需要弄清楚如何將QSFP-DD的64個埠壓縮到一個TOR交換機中，包括從一個1RU機箱轉移到一個2RU系統。但同時優化配置和設計同時也意味著需要考慮成本、通道長度/餘量和熱要求。

莫仕BiPass解決方案非常適合TOR設計，可以實現多種配置，包括垂直、堆疊和belly-to-belly。它的特點是低功率/信號連接，將PCB壓合進在一個標準的QSFP-DD籠架。高速雙軸線纜，可調節長度，提供優越的信號完整性，near-ASIC連接器占用空間小，支持高密度DP。莫仕BiPass解決方案提供的多種配置有助於具有前衛思維的設計師在200Gbps和400Gbps埠不斷增長的趨勢下，滿足市場對更高速度的需求。

通用性與性能

為了優化性能、成本及推向市場的方法，設計人員必須在多種配置之間充分的權衡利弊。讓我們來看看以下這些需要考慮的問題：

• 如何才能最好的將路由追蹤長度縮至最短？
• 所需的電路板層最小數量是多少？
• 信道內部是否會需要retimer？
• ASIC 能夠冷卻嗎？
• 需要支持多大的模塊功率？
• 如何處理散熱？氣流是從前往後、在側面還是從後往前？
• 實施整套解決方案的難易程度如何？

根據以上這些考量因素，那麼首先我們先來考慮一下傳統方法，使用 2x1 堆疊的 DDQ 壓配合連接器或 SMT 連接器。用這種方法為 64個400 Gbps的埠提供支持，需要belly-to-belly的配置、使用retimer，並且開展規模可觀的追蹤路由工程，其中還包括使用更多的電路板層等。

或者我們再考慮下在 1x2 的垂直方向上使用twinax解決方案，不但無需增加昂貴的印刷電路板材料，還能提供出色的信號完整性性能，無需retimer，並且能有效改善了對 20/25 瓦模塊的冷卻。（相關話題：如何戰勝數據中心的散熱問題，BiPass帶來行之有效的管理方案）

從中我們可以看到twinax解決方案優勢明顯。

工欲善其事必先利其器

莫仕 BiPass 解決方案高度靈活，賦予設計人員以極高的自由度，使其能夠混合使用並良好匹配來自工具箱中的多種組件，實現的產品可在成本效益極高的情況下成功的帶來下一代的數據速度、增強熱性能，並取得出色的信號完整性/信道餘量。