Communication filaire

Communications filaires

Tout est données, et les donnés sont tout.

Sarah Boen et David Akerson de Tektronix discutent des tendances générales conditionnant le marché des centres de données et des communications filaires.

Avec la prolifération rapide des appareils et capteurs connectés, nous générons plus de données que jamais, et cette tendance semble appelée à se poursuivre. Dans un monde de croissance exponentielle des données, cela soulève d’importantes questions : comment les stocker, comment les obtenir à temps et au bon endroit, et comment y accéder rapidement afin de les valoriser ?

La numérisation et la multiplication des capteurs de données dans un monde d’Internet des objets a déclenché une explosion dans la quantité de données créées.

« Par exemple, lorsque vous prenez l’avion, la quantité de données transférées par tous les capteurs de cet avion est gigantesque », déclare Sarah Boen. « L’écodémonstrateur 787 de Boeing utilise plus de 140 000 points de données générant des téraoctets de données par vol. Toutes ces données doivent parvenir au centre de données et être traitées très rapidement, en temps réel ». Avec plus de 100 000 vols commerciaux par jour, la quantité de données est immense, et il s’agit seulement d’un exemple des volumes massifs d’informations générées quotidiennement »

« Ces dix dernières années, la quantité de données à saisir par les responsables de centres de données a changé considérablement. Au cours de cette période, la quantité de données à gérer par l’industrie est passée d’un flux de gigaoctets de données à un flux d’exaoctets et de zettaoctets de données », déclare David Akerson. « Ces données disposent d’un potentiel énorme pour l’efficacité et la rentabilité d’une entreprise, et dans certains cas, pour la création de nouveaux services pour les utilisateurs finaux ».

À ce jour, l’exploitation de la valeur de ces données en temps réel est toujours limitée par la technologie. Au cours des dix prochaines années, d’après Tektronix, de nouvelles technologies vont émerger, permettant aux organisations de mieux capitaliser sur le potentiel de ces données.

Données critiques. Place au PCI Express

La seconde tendance relative aux centres de données est l’émergence du PCI Express en tant qu’interface de stockage. Le moteur de cette tendance réside dans les performances avantageuses du PCI Express, pour la fourniture de données plus rapidement et avec une latence plus faible, ce qui présente un impact significatif sur l’efficacité et la rentabilité des organisations.

Source : IDC, 2017

« Il y a cinq ans, le stockage PCI Express n’était pas l’interface de stockage prédominante, mais les performances avantageuses de la technologie en termes de débits et de faible latence ont accéléré, et continueront d’accélérer son adoption » explique M. Akerson. « Amazon a effectué une étude pour mieux comprendre la raison de cet intérêt accru pour le stockage, et déterminé que 100 ms de latence génèrent une perte de 1 % sur les ventes. Google a déterminé que l’ajout de 500 ms au temps de génération de pages de recherche fait chuter le trafic de 20 %. Une autre étude a démontré qu’un courtier peut perdre 4 millions de dollars par milliseconde si sa plateforme de négociation électronique est en retard de 5 ms par rapport à la concurrence. Pour ces sociétés, les interfaces patrimoniales ne suffisent pas, ce qui les oblige à passer à un système de stockage NAND utilisant l’interface PCI Express ».

 

Le nombre de périphériques SSD connectés au réseau augmente la quantité de données transmises et stockées.

 

« Qu’une organisation stocke les données dans le cloud ou localement, la nécessité de délivrer de grandes quantités de données avec une faible latence sera toujours à l’origine de percées dans le domaine des normes d’interface de stockage, et de l’introduction de nouvelles technologies » déclare Mme Boen. « Les interfaces de stockage et les normes, comme PCIe Express avancent à grand pas avec les produits de stockage PCI Express Gen4 (16 GT/s) en développement, et Gen 5 (32 GT/s) qui se profilent à l’horizon. Pour suivre la cadence, la SCSI Trade Association a annoncé la spécification 24G Serial Attached SCSI (SAS4) ».

« Pour les fabricants utilisant ces technologies, il existe toujours un élément à prendre en compte » déclare Mme Boen. « Ces produits bénéficient de performances extrêmement avantageuses, mais ces nouvelles technologies subissent l’impact des règles d’or du centre de données : le matériel d’un opérateur de centre de données doit être peu onéreux et à faible consommation. Il s’agit pour lui d’un facteur primordial ».

Nouvelles technologies, nouvelles difficultés

En plus des changements dans la technologie de stockage et de serveur, les technologies de communication réseau subissent des changements majeurs similaires, destinées à accélérer la transmission de données. Avec ces changements, le niveau de complexité a augmenté, et cette augmentation est appelée à se poursuivre.

NRZ ou PAM4

Les techniques de modulation comme PAM4 deviennent une alternative populaire aux systèmes NRZ (non retour à zéro). PAM4 augmente le taux de transmission au détriment du rapport signal sur bruit et de la quantité de tests nécessaires. « Le nombre de tests pour le développeur d’un émetteur-récepteur PAM4 est 10 fois plus élevé qu’avec un système NRZ (non retour à zéro) » explique M. Akerson. « Les plus importants défis des sociétés concevant un émetteur-récepteur PAM4 résident dans la rapidité de la mise sur le marché, et la réduction des coûts de test ».

Les fabricants doivent également faire face à l’incertitude inhérente à la technologie à utiliser. « Il y a un manque évident de clarté lorsqu’il faut déterminer quelle technologie va fonctionner, et trop de fabricants implémentent plusieurs technologies différentes » déclare Mme Boen. « Vous allez trouver sur les feuilles de routes de différents clients un système 28GBd PAM4, mais aussi un système 56GBd NRZ, la méthode traditionnelle.

Ils utilisent les deux systèmes pour protéger leurs investissements, parce qu’ils ne sont pas vraiment sûrs de ce qui fonctionnera le mieux, et qu’une technologie de signalisation pourrait mieux fonctionner dans certaines applications ». Comme l’explique Sarah Boen, il existe plusieurs façons pour les fabricants de s’adapter à ces difficultés. « La phase initiale de leur processus consiste à faire une simulation, afin d’observer le fonctionnement du système. Cela comprend l’augmentation de la vitesse du processeur du produit existant, qui permettra de trouver de moyens de le faire fonctionner plus rapidement ».

Ne pas attendre les normes

Autre tendance générale relative aux centres de données et à la communication filaire : les acteurs à l’origine des changements technologiques. « Auparavant, les acteurs à l’origine de l’interconnexion des centres de données étaient l’IEEE ou l’OIF/CEI » explique Sarah Boen. À présent, les opérateurs majeurs de centres de données comme Amazon, Apple, Facebook, Google et Microsoft sont les nouveaux moteurs de la technologie, et n’attendent pas nécessairement la validation des normes.

« Les acteurs mondiaux comme Amazon, Google et Facebook sont des participants actifs des instances de normalisation, mais ils sont aussi extrêmement actifs dans le développement de technologies interne, et dans certains cas, dans la définition des normes technologiques » déclare Sarah Boen. « Ils font partie du conseil d’administration des consortiums pour le développement de ces technologies, mais comme les instances de normalisation n’avancent pas rapidement, on assiste à l’apparition d’accords multi-sources fondés par un groupe de sociétés en mesure de faire avancer plus rapidement les évolutions technologiques en fonction de leurs besoins commerciaux ».

Des centres de données plus petits et localisés

« Les nouvelles normes et technologies d’interface ne seront pas suffisantes par rapport aux demandes énormes en données » déclare Sarah Boen. C’est pourquoi elle estime que les centres de données seront progressivement placés à proximité des sources de données, et seront donc d’une taille de plus en plus réduite. Cela sera particulièrement important pour les données critiques, qui doivent être traitées le plus rapidement possible.

« Prenons l’exemple de l’industrie automobile » déclare Sarah Boen. « Dans le cas de voitures intelligentes, sans chauffeur, l’échange de données va solliciter le centre de données et toute l’infrastructure réseau. Il s’agit de données critiques, que vous devez obtenir rapidement. C’est pourquoi j’estime que nous allons voir apparaître des centres de données de taille plus réduite, et plus proches du point de service ». Ces centres de données plus petits seront probablement liés à une technologie optique cohérente. D’après Sarah Boen, cette évolution sera accompagnée de nouveau défis de tests. « Nous pensons que nous allons voir plus d’optique cohérente au sein des centres de données » déclare-t-elle. « Un émetteur-récepteur présente une interface électrique entre le switch et la partie optique. Cette interface pourrait , avec la partie optique directement connectée au switch pour économiser de l’énergie. Je crois que nous allons assister à l’apparition de différentes technologies, ou peut-être d’utilisations différentes de technologies existantes. En conséquence, les acteurs de l’écosystème pourraient devenir différents, de même que les types de tests que nos clients doivent effectuer ».

Technologie de mesure dans un monde en évolution

Ces tendances globales contribuent à de nouveaux défis relatifs aux tests. Les interactions entre les nouvelles normes, approches et technologies rendent les mesures plus importantes que jamais. « Les difficultés relatives à la conception sont beaucoup plus importantes » déclare David Akerson. « Il est nécessaire d’effectuer un plus grand nombre de tests, pour vérifier la fiabilité du produit ».

« Il s’agit d’une industrie très changeante, et en tant que fournisseurs de tests, il est primordial de nous préparer au changement » déclare Sarah Boen. « Nos clients nous demandent des solutions de test flexibles, qu’ils peuvent utiliser sur différentes applications sans avoir à acheter d’instrument dédié. Il s’agit des projets sur lesquels nous travaillons pour nos futures plateformes ».

Les méthodes de mesure utilisées pour nos produits doivent évoluer avec le changement des centres de données et de leur technologie. Des nouveaux systèmes de modulation aux nouveaux protocoles d’interconnexion, de l’expansion des centres de données aux liaisons optiques, aux big data et au développement de normes, l’un des aspects de la communication filaire demeure constant : les tests sont un facteur essentiel pour le succès d’un projet.

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