Comment pouvons-nous faire évoluer les centres de données de manière à ce qu'ils puissent gérer plus de données à moindre coût, tout en consommant moins d'énergie ? À l'Université de technologie d'Eindhoven, doctorat l'étudiant Gonzalo Guelbenzu a développé des stratégies pour traiter la même quantité de données avec la moitié de la consommation d'énergie, et n'occupant qu'un quart de l'espace actuellement nécessaire.

Avec l'essor des services de cloud computing comme Facebook et Google, les centres de données doivent traiter des quantités d'informations en augmentation exponentielle. Pour répondre au besoin de plus de bande passante, ils continuent d'ajouter plus de serveurs, conduisant à d'énormes centres de données qui actuellement aux Pays-Bas consomment à eux seuls environ 2 térawattheures par an, soit 2 % de la consommation nationale totale d'énergie électrique. Dans le groupe Communications électro-optiques de l'Institute for Photonic Integration, Gonzalo Guelbenzu s'est concentré sur l'amélioration du réseau qui interconnecte tous les serveurs à l'intérieur du datacenter, car la plupart du trafic de données se produit et le goulot d'étranglement des performances se produit.

Les informations traitées dans les centres de données sont transportées via des réseaux optiques rapides de serveur en serveur. Les émetteurs-récepteurs transforment les signaux de données optiques en signaux électriques, permettant leur stockage, reconditionnés ou autrement traités par des commutateurs électroniques. La première chose que Guelbenzu a faite a été de réduire ces commutateurs :il a démontré un prototype de commutateur capable de gérer 4 x 128 ports, avec une bande passante de 5,12 Terabits par seconde, ce qui en fait l'un des commutateurs les plus compacts au monde.

Quadrupler le nombre de commutateurs

Dans son installation, Guelbenzu peut installer quatre commutateurs consommant chacun moins d'énergie sur la même surface de rack qui n'en héberge plus qu'un. « Cela signifie que vous pouvez traiter quatre fois plus d'informations dans le même espace, tout en ne consommant que deux fois plus d'énergie, ' il explique. Le choix de conception principal du doctorat. étudiant fait, était d'intégrer un autre type d'émetteurs-récepteurs. « Les appareils de commutation standard ont des émetteurs-récepteurs enfichables à l'avant, où les fibres optiques se connectent à l'unité de rack. La zone du panneau avant limite le nombre d'émetteurs-récepteurs pouvant être installés. En utilisant des émetteurs-récepteurs embarqués placés aussi près que possible du processeur du commutateur, nous pouvons non seulement augmenter le nombre de ports, mais aussi réduire les pertes, puisque le signal électrique doit parcourir des distances plus courtes vers la puce de commutation.'

Deuxièmement, l'ingénieur électricien a réalisé un modèle analytique capable de comparer différentes configurations de réseau en termes de consommation électrique, Coût, et le nombre de commutateurs nécessaires, émetteurs-récepteurs et fibres. Le modèle étudie l'introduction des technologies de commutation optique et de multiplexage par répartition en longueur d'onde dans les centres de données hybrides.

D'énormes économies

Il a utilisé ce modèle pour estimer ce qui se passerait si vous introduisiez des commutateurs photoniques et des technologies de multiplexage en longueur d'onde dans les réseaux de centres de données. 'En cas de commutateurs 25 Gigabit/s, qui sont actuellement de plus en plus courantes dans la pratique, l'introduction d'un nombre maximal de commutateurs photoniques permet d'économiser 45 % sur les commutateurs, 60 pour cent dans les émetteurs-récepteurs, 50 pour cent en fibres, 55 pour cent de la consommation d'énergie, et 48 pour cent en coût.' Finalement, il a démontré que l'intégration de ces technologies est également possible dans la pratique en construisant un centre de données hybride de petite taille entièrement fonctionnel.