数据中心互连：如何选到带优质SerDes接口的硬件？
数据中心互连：如何选到带优质SerDes接口的硬件？
在云计算服务快速增长的背景下，数据中心内部服务器间的高效信息流通变得至关重要。选择带有优质SerDes接口的硬件产品时，需要考虑关键性能参数，如高数据速率、低功耗设计、良好的信号完整性和广泛的协议兼容性。这些因素将直接影响系统的整体性能和可靠性，从而满足特定的应用需求。
SerDes接口的关键性能指标
SerDes（串行器/解串器）接口是当前主流的时分多路复用（TDM）、点对点（P2P）的串行通信技术，可以最大化光纤或同轴链路的吞吐量。其核心优势在于通过均衡、时钟恢复等技术组合方案，解决高速数据传输中的信号衰减和码间串扰问题。
数据传输速率
随着数据量的激增，对更高带宽的需求日益迫切。据IDC预测，到2025年世界数据总量将达到175 ZB。这推动了SerDes技术向更高传输速率发展。从最初的10Gbps，现已发展至112Gbps，甚至224Gbps。Marvell计划于2023年底部署下一代单通道200Gb/s速率的1.6T PAM DSP产品，而英特尔已展示其自研的3nm SerDes芯片，实现了224Gb/s的超高速传输。
信号完整性
在高速传输中，信号完整性是关键考量因素。SerDes接口通过以下技术确保信号质量：
- 均衡技术：包括发送端的预加重（FFE）和接收端的判决反馈均衡（DFE），用于补偿信道损耗。
- 时钟数据恢复（CDR）：从数据流中恢复时钟信号，解决信号时钟偏移问题。
- 8b/10b编码：保证直流平衡，避免长串“0”或“1”，便于时钟恢复。
功耗
在大规模数据中心中，功耗是重要考量因素。先进的SerDes设计通过优化电路结构和采用先进制程，实现更低功耗。例如，Cadence的3nm工艺112G-ELR SerDes IP在保证性能的同时，显著降低了功耗。
协议兼容性
SerDes接口需要支持多种通信协议，包括PCIe、InfiniBand、以太网等。选择时需确保所选产品能够满足特定应用场景的协议需求。
不同应用场景的具体需求
服务器
服务器内部需要高速、低延迟的数据传输。例如，AI服务器中GPU间的互联，需要支持NVLink、Infinity Fabric或CXL等高速接口。芯原股份通过与Alphawave合作，提供覆盖1-224Gbps的SerDes IP，可满足不同服务器架构的需求。
交换机
交换机需要支持大规模端口的SerDes芯片。Marvell的Teralynx 10可支持51.2T吞吐容量，具有512个长距离（LR）112G SerDes，适用于大型数据中心的网络架构。
存储设备
存储设备需要稳定可靠的SerDes接口，支持SAS、SATA等协议。例如，高性能存储系统可能需要支持224G SerDes，以实现更快的数据读写速度。
主流供应商的产品特点
国外领先厂商
- Alphawave：作为PAM4 112G SerDes的领导者，其产品广泛应用于数据中心、网络通讯、AI等多个领域。2023年收入达3.22亿美元，同比增长73.52%。
- Cadence：在先进制程技术上持续投入，与台积电紧密合作，推出多款高性能SerDes IP，包括面向TSMC 3nm工艺的112G-ELR和224G-LR SerDes IP。
- Broadcom：根据自身需求或帮下游客户设计SerDes IP，定制化属性较强。
国内厂商
国内厂商如芯潮流、晟联科等正在崛起，但整体技术水平仍待提升。主要挑战包括：
- 高端ADC芯片的性能限制
- 人才团队建设不足
- 供应链体系不够完善
选购建议
- 根据应用场景选择：明确具体需求，如服务器关注高带宽低延迟，交换机关注端口密度，存储设备关注协议兼容性。
- 考虑供应商实力：选择技术积累深厚、市场口碑良好的供应商，确保产品可靠性和技术支持。
- 关注可扩展性：选择支持未来升级的产品，以应对不断增长的数据传输需求。
未来发展趋势展望
SerDes技术正向更高速率发展，预计2026年将开始部署224G SerDes。AI服务器的快速发展将进一步推动SerDes技术的升级。同时，车载SerDes市场也在快速增长，预计2030年将达16.77亿美元，这表明SerDes技术在更多领域的应用前景广阔。
综上所述，选择带有优质SerDes接口的硬件产品时，需要综合考虑数据传输速率、信号完整性、功耗、协议兼容性等因素，并结合具体应用场景和未来发展趋势，做出明智的决策。这将有助于构建高效、可靠的数据中心互连系统，满足日益增长的数据传输需求。