एआई क्लस्टर स्विच बैंडविड्थ, ऑप्टिकल-लेन गिनती, फ्रंट-पैनल घनत्व और सिस्टम पावर को एक साथ स्केल करने के लिए मजबूर कर रहे हैं। जैसे-जैसे विद्युत लेन दरें बढ़ती हैं, स्विच एएसआईसी और इसके ऑप्टिकल इंटरफेस के बीच कनेक्शन को डिजाइन करना उत्तरोत्तर कठिन होता जाता है। लंबे पीसीबी चैनल अधिक नुकसान पहुंचाते हैं और अक्सर मजबूत इक्वलाइजेशन, रीटाइमिंग या डिजिटल सिग्नल प्रोसेसिंग की आवश्यकता होती है।
सीपीओ, एनपीओ और एक्सपीओ तीन अलग-अलग ऑप्टिकल-इंजन प्लेसमेंट रणनीतियों के माध्यम से इस समस्या का समाधान करते हैं:
सीपीओस्विच ASIC के पैकेज-स्तरीय वातावरण में ऑप्टिकल रूपांतरण ले जाता है।
एनपीओऑप्टिकल इंजनों को ASIC के करीब रखता है लेकिन उन्हें होस्ट PCB पर रखता है।
एक्सपीओविद्युत-लेन घनत्व को बढ़ाते हुए और मॉड्यूल-स्तरीय तरल शीतलन की शुरुआत करते हुए एक फ्रंट-पैनल प्लग करने योग्य मॉड्यूल को बरकरार रखता है।
उनका सामान्य उद्देश्य उच्च गति विद्युत संचरण द्वारा बनाई गई सीमाओं को कम करना है। हालाँकि, प्रत्येक आर्किटेक्चर बिजली, गर्मी, पैकेजिंग जोखिम, फाइबर कनेक्टिविटी और रखरखाव की जिम्मेदारी अलग-अलग तरीके से वितरित करता है।
सीपीओ, एनपीओ और एक्सपीओ क्या हैं?
सीपीओ होस्ट एएसआईसी के पैकेज-स्तरीय वातावरण के भीतर ऑप्टिकल इंजन रखता है, एनपीओ उन्हें एएसआईसी के करीब सिस्टम पीसीबी पर माउंट करता है, और एक्सपीओ एक उच्च-घनत्व फ्रंट-पैनल प्लग करने योग्य मॉड्यूल रखता है। प्रमुख व्यापार-बंद विद्युत पहुंच, पैकेज एकीकरण, थर्मल डिज़ाइन और फ़ील्ड सेवाक्षमता के बीच है।
ओआईएफ सीईआई-448जी फ्रेमवर्कसीपीओ को होस्ट पैकेज पर लगे इलेक्ट्रिकल-टू-ऑप्टिकल डिवाइस के रूप में परिभाषित करता है। यह एनपीओ को पीसीबी निशान और विद्युत सिग्नलिंग आवश्यकताओं को कम करने के लिए होस्ट सिलिकॉन से सटे होस्ट पीसीबी पर लगाए गए एक उपकरण के रूप में परिभाषित करता है।
सीपीओ बनाम एनपीओ बनाम एक्सपीओ ऑप्टिकल इंजन प्लेसमेंट
| तुलना कारक | सीपीओ | एनपीओ | एक्सपीओ |
|---|---|---|---|
| ऑप्टिकल-इंजन स्थान | होस्ट पैकेज वातावरण के भीतर | ASIC के पास होस्ट पीसीबी पर | फ्रंट पैनल पर |
| एकीकरण सीमा | पैकेज-स्तर | बोर्ड स्तर | स्वतंत्र प्लग करने योग्य मॉड्यूल |
| सापेक्ष विद्युत पथ | कम से कम | मध्यवर्ती | तीनों में सबसे लंबा |
| फ़ील्ड प्रतिस्थापन | सबसे कठिन | कार्यान्वयन पर निर्भर | प्रत्यक्ष मॉड्यूल प्रतिस्थापन |
| मुख्य तापीय चुनौती | ऊष्मा ASIC के निकट संकेंद्रित होती है | आंतरिक बोर्ड-माउंटेड इंजनों को ठंडा करना | मॉड्यूल के अंदर उच्च ताप घनत्व |
| विशिष्ट शीतलन दिशा | पैकेज चालन या तरल शीतलन | वायु, चालन, या सिस्टम शीतलन | एकीकृत तरल शीतलन |
| प्राथमिक ऑब्जेक्ट | विद्युत पहुंच कम से कम करें | निकटता और अलगाव को संतुलित करें | उच्च घनत्व पर प्लगेबिलिटी को सुरक्षित रखें |
| मुख्य विनिर्माण जोर | उन्नत पैकेजिंग और ऑप्टिकल अटैचमेंट | बोर्ड एकीकरण और आंतरिक संरेखण | मॉड्यूल, पावर, कूलिंग और कनेक्टर एकीकरण |
"माइक्रोमीटर-स्केल सीपीओ," "सेंटीमीटर-स्केल एनपीओ," और "डेसीमीटर-स्केल प्लगगेबल्स" जैसे विवरण वैचारिक चित्रण के रूप में उपयोगी हो सकते हैं, लेकिन वे सार्वभौमिक विनिर्देश सीमाएं नहीं हैं। भौतिक दूरी पैकेज, बोर्ड, कनेक्टर और चेसिस डिज़ाइन पर निर्भर करती है।
साझा उद्देश्य: विद्युत पथ को छोटा करें
एक पारंपरिक स्विच में, ASIC सिस्टम बोर्ड पर स्थित होता है जबकि ऑप्टिकल ट्रांसीवर फ्रंट पैनल पर स्थापित होते हैं। ऑप्टिकल रूपांतरण होने से पहले हाई-स्पीड इलेक्ट्रिकल सिग्नल को पैकेज ट्रांज़िशन, पीसीबी ट्रेस, वीआईए, कनेक्टर और मॉड्यूल इलेक्ट्रिकल इंटरफ़ेस से गुजरना होगा।
उच्च डेटा दरों पर, इस चैनल को प्रबंधित करना अधिक कठिन हो जाता है। ढांकता हुआ नुकसान, प्रतिबिंब, क्रॉसस्टॉक और प्रतिबाधा असंततताएं सिग्नल मार्जिन को कम करती हैं। सिस्टम मजबूत ट्रांसमीटर और रिसीवर इक्वलाइजेशन, क्लॉक रिकवरी, रीटाइमिंग, फॉरवर्ड एरर करेक्शन या रीटाइम्ड मॉड्यूल डीएसपी के माध्यम से क्षतिपूर्ति कर सकता है।
ऑप्टिकल इंजन को ASIC के करीब ले जाने से लिंक का विद्युत भाग छोटा हो जाता है। अधिक भौतिक दूरी को हाई-स्पीड पीसीबी ट्रेस के बजाय वैकल्पिक रूप से कवर किया जा सकता है।
तीन ऑप्टिकल-इंजन प्लेसमेंट मॉडल
सीपीओ:ऑप्टिकल रूपांतरण पैकेज-स्तरीय असेंबली के अंदर होता है।
एनपीओ:ऑप्टिकल रूपांतरण पैकेज के पास होस्ट पीसीबी पर होता है।
एक्सपीओ:ऑप्टिकल रूपांतरण एक बदली जाने योग्य फ्रंट-पैनल मॉड्यूल के अंदर रहता है।
यह प्लेसमेंट निर्णय सिस्टम की विद्युत हानि, बिजली वितरण, शीतलन संरचना, फाइबर रूटिंग, विनिर्माण प्रक्रिया और मरम्मत रणनीति को प्रभावित करता है।
हाई-स्पीड स्विच में विद्युत पहुंच क्यों मायने रखती है
छोटे विद्युत पथ सिग्नल-कंडीशनिंग बोझ को कैसे कम करते हैं
ASIC और ऑप्टिकल इंजन के बीच विद्युत लिंक सिस्टम के सिग्नल-अखंडता, शक्ति और थर्मल बजट का हिस्सा उपभोग करता है।
जैसे-जैसे लेन दरें बढ़ती हैं, पीसीबी ट्रांसमिशन तेजी से संवेदनशील होता जाता है:
ट्रेस लंबाई
पैकेज एस्केप रूटिंग
बोर्ड ढांकता हुआ नुकसान
Vias और कनेक्टर संक्रमण
क्रॉसस्टॉक
वापसी हानि
समकारी क्षमता
एक लंबे चैनल के लिए आम तौर पर अधिक मुआवजे की आवश्यकता होती है। वह मुआवजा बिजली की खपत करता है और गर्मी पैदा करता है, अक्सर उन क्षेत्रों में जहां वायु प्रवाह और पैनल स्थान पहले से ही सीमित हैं।
पीसीबी चैनल लॉस, इक्विलाइज़ेशन और पावर
एक पारंपरिक ऑप्टिकल मॉड्यूल में एक डीएसपी हो सकता है जो ऑप्टिकल ट्रांसमिशन से पहले विद्युत सिग्नल को पुनर्प्राप्त और पुन: व्यवस्थित करता है। यह एक मजबूत मॉड्यूल सीमा बनाता है, लेकिन यह ट्रांसीवर के अंदर शक्ति भी जोड़ता है।
एक छोटा विद्युत पथ अन्य इंटरफ़ेस व्यवस्थाओं का समर्थन कर सकता है:
रैखिक प्रकाशिकी, जहां होस्ट ASIC में अधिक सिग्नल कंडीशनिंग बनी रहती है
अर्ध-पुनर्प्रकाशित प्रकाशिकी, जहां इंटरफ़ेस का केवल एक हिस्सा पुनः निर्धारित किया गया है
पूरी तरह से पुनर्निर्धारित प्रकाशिकी, जहां मॉड्यूल एक पूर्ण रिटाइमिंग सीमा प्रदान करता है
पसंदीदा डिज़ाइन होस्ट सर्डेस क्षमता, चैनल हानि, इंटरऑपरेबिलिटी आवश्यकताओं, ऑप्टिकल पहुंच, थर्मल सीमा और स्वीकार्य कार्यान्वयन जोखिम पर निर्भर करता है।
इसलिए प्रासंगिक इंजीनियरिंग प्रश्न केवल यह नहीं है कि डीएसपी मौजूद है या नहीं। यह है:
इक्वलाइज़ेशन, रीटाइमिंग, क्लॉक रिकवरी और एफईसी फ़ंक्शंस कहाँ स्थित हैं, और उन्हें किस विद्युत चैनल की भरपाई करनी चाहिए?
छोटे विद्युत लिंक स्वचालित रूप से बेहतर सिस्टम क्यों नहीं बनाते?
विद्युत पहुंच को कम करने से डिज़ाइन के एक हिस्से में सुधार होता है लेकिन अन्य हिस्से जटिल हो सकते हैं।
सिस्टम के सबसे बड़े तापीय स्रोत के आसपास अतिरिक्त ऊष्मा को केंद्रित करें
पैकेज का आकार और सब्सट्रेट जटिलता बढ़ाएँ
ऑप्टिकल इंजनों को बदलना अधिक कठिन बनाएं
पैकेज उपज के लिए युगल ऑप्टिकल-इंजन उपज
आंतरिक फाइबर घनत्व बढ़ाएँ
अधिक सटीक फाइबर-टू-चिप संरेखण की आवश्यकता है
जटिल पैकेज-स्तरीय परीक्षण
इसलिए सीपीओ, एनपीओ और एक्सपीओ इंजीनियरिंग बाधाओं को दूर करने के बजाय उन्हें वितरित करने के अलग-अलग तरीके हैं।
सीपीओ आर्किटेक्चर: एएसआईसी पैकेज के अंदर ऑप्टिकल इंजन
सह-पैकेज्ड प्रकाशिकीऑप्टिकल इंजनों को स्विच ASIC के पैकेज-स्तरीय वातावरण में रखता है। प्रत्येक हाई-स्पीड इलेक्ट्रिकल लेन को फ्रंट पैनल पर रूट करने के बजाय, सिस्टम ASIC के करीब ऑप्टिकल रूपांतरण करता है और फाइबर के माध्यम से सिग्नल को पैनल की ओर ले जाता है।
विद्युत पहुंच को कम करने में यह तीन आर्किटेक्चर में सबसे आक्रामक है।
2.5डी और 3डी पैकेजिंग के साथ भौतिक एकीकरण
सीपीओ अक्सर 2.5डी और 3डी पैकेजिंग से जुड़ा होता है, लेकिन ये शब्द सीपीओ के साथ विनिमेय नहीं हैं।
एक स्विच ASIC
एकाधिक ऑप्टिकल इंजन
सिलिकॉन-फोटोनिक्स उपकरण
विद्युत चालक और रिसीवर
पैकेज सबस्ट्रेट्स या इंटरपोज़र्स
फाइबर-अटैचमेंट संरचनाएं
थर्मल स्प्रेडर या कोल्ड प्लेट
ऑप्टिकल इंजन को ASIC के समान सेमीकंडक्टर डाई पर निर्मित करने की आवश्यकता नहीं है। अलग-अलग इलेक्ट्रॉनिक और फोटोनिक चिपलेट्स को एक ही पैकेज-स्तरीय असेंबली में एकीकृत किया जा सकता है।
ओआईएफ सह-पैकेजिंग ढांचाउच्च-प्रदर्शन वाले सब्सट्रेट पर सॉकेटेड या सोल्डरेड ASIC और ऑप्टिकल या इलेक्ट्रिकल इंजन वाली सह-पैकेज्ड असेंबली का वर्णन करता है। इसमें असेंबली में सुधार और लचीलेपन को फिर से बनाने के उद्देश्य से सॉकेटेड नियर-पैकेज व्यवस्था पर भी चर्चा की गई है।
सीपीओ बैंडविड्थ कार्यान्वयन-विशिष्ट है
सीपीओ एक निश्चित बैंडविड्थ वर्ग के बजाय एक एकीकरण वास्तुकला है।
ओआईएफ 3.2 टीबी/एस सह-पैकेज्ड मॉड्यूल कार्यान्वयन समझौता51.2 टीबी/एस स्विच असेंबलियों के लिए 3.2 टीबी/एस बिल्डिंग ब्लॉक को परिभाषित करता है। इसके ऑप्टिकल वेरिएंट में समानांतर-फाइबर और तरंग दैर्ध्य-मल्टीप्लेक्स कॉन्फ़िगरेशन शामिल हैं, जबकि एक ही यांत्रिक अवधारणा एक निष्क्रिय तांबा अनुलग्नक मॉड्यूल का भी समर्थन कर सकती है।
यह 3.2T मॉड्यूल एक मानकीकृत कार्यान्वयन है। इसका मतलब यह नहीं है कि प्रत्येक सीपीओ इंजन को 3.2 टीबीपीएस पर काम करना चाहिए या सीपीओ स्थायी रूप से एक बैंडविड्थ रेंज तक सीमित है।
विद्युत-लेन गिनती
प्रति-लेन डेटा दर
ऑप्टिकल तरंग दैर्ध्य गिनती
मॉड्यूलेशन प्रारूप
इंजन विभाजन
फाइबर गिनती
पैकेज टोपोलॉजी
शक्ति और विलंबता लाभ
मुख्य सीपीओ पावर लाभ एएसआईसी और ऑप्टिकल इंजन के बीच उच्च गति विद्युत कनेक्शन को छोटा करने से आता है।
हाई-स्विंग विद्युत चालक
बलवान को समता प्राप्त होती है
मध्यवर्ती सेवानिवृत्त
पूर्ण मॉड्यूल डीएसपी प्रसंस्करण
अतिरिक्त एफईसी चरण
कुल लाभ आधारभूत वास्तुकला पर निर्भर करता है। ASIC-टू-ऑप्टिक्स इंटरफ़ेस में सहेजी गई बिजली को स्वचालित रूप से कुल स्विच पावर के समान प्रतिशत के रूप में प्रस्तुत नहीं किया जाना चाहिए।
स्विच ASIC
ऑप्टिकल मॉड्यूलेटर और रिसीवर
लेजर स्रोत
वोल्टेज रूपांतरण
कूलिंग पंप और पंखे
प्रबंधन इलेक्ट्रॉनिक्स
नियंत्रण-विमान हार्डवेयर
सीपीओ इंटरफ़ेस विलंबता को भी कम कर सकता है जब यह रीटाइमिंग और सिग्नल-प्रोसेसिंग चरणों को हटा या सरल करता है। कोई सार्वभौमिक सीपीओ विलंबता आंकड़ा नहीं है क्योंकि परिणाम इस पर निर्भर करता है कि माप विद्युत इंटरफ़ेस, ऑप्टिकल इंजन, एफईसी, पूर्ण ऑप्टिकल लिंक, स्विच पाइपलाइन, या एंड-टू-एंड नेटवर्क को कवर करता है या नहीं।
सेवाक्षमता, उपज और विफलता सीमाएँ
पारंपरिक प्लग करने योग्य मॉड्यूल एक स्पष्ट रखरखाव सीमा बनाते हैं। एक विफल मॉड्यूल को ASIC स्विच को बदले बिना फ्रंट पैनल से हटाया जा सकता है।
सीपीओ उस सीमा को बदल देता है।
पैकेज असेंबली के बाद सोल्डर ऑप्टिकल इंजन को बदलना मुश्किल हो सकता है। इसलिए कसकर एकीकृत पैकेज के अंदर विफलता प्रतिस्थापन डोमेन को बढ़ा सकती है और मरम्मत लागत में वृद्धि कर सकती है।
इसका मतलब यह नहीं है कि प्रत्येक ऑप्टिकल विफलता के लिए ASIC को त्यागने की आवश्यकता होती है। सेवाक्षमता इस बात पर निर्भर करती है कि डिज़ाइन उपयोग करता है या नहीं:
सोल्डरेड ऑप्टिकल इंजन
सॉकेटेड ऑप्टिकल इंजन
बदली जाने योग्य बाहरी लेज़र
चैनल अतिरेक
इंजन अतिरेक
पैकेज-स्तरीय पुनर्कार्य
फ़ील्ड मरम्मत के बजाय डिपो मरम्मत
सॉकेटेड इंजन विनिर्माण कार्य में सुधार कर सकते हैं, लेकिन वे फ्रंट-पैनल ट्रांसीवर की तुलना में कम सुलभ रहते हैं। इसलिए डिज़ाइन को प्रारंभिक विनिर्माण उपज और दीर्घकालिक सेवा विश्वसनीयता दोनों पर विचार करना चाहिए।
बाहरी लेजर स्रोत के साथ सीपीओ पैकेज आर्किटेक्चर
थर्मल और रखरखाव समझौते के रूप में बाहरी लेजर स्रोत
लेजर तापमान-संवेदनशील घटक हैं। उन्हें उच्च-शक्ति ASIC के बगल में स्थित करने से थर्मल डिज़ाइन जटिल हो सकता है और उपलब्ध विश्वसनीयता मार्जिन कम हो सकता है।
एक बाहरी-लेजर आर्किटेक्चर निरंतर-तरंग लेजर स्रोत को ऑप्टिकल इंजन से अलग करता है। ऑप्टिकल पावर को फाइबर के माध्यम से सह-पैकेज्ड असेंबली के अंदर मॉड्यूलेटर तक पहुंचाया जाता है, जबकि लेजर ठंडे और अधिक सुलभ स्थान पर रहता है।
ओआईएफ ईएलएसएफपी कार्यान्वयन समझौताको परिभाषित करता हैबाहरी लेजर छोटा फॉर्म-फैक्टर प्लग करने योग्यएक सिस्टम के भीतर सह-पैक किए गए ऑप्टिकल ट्रांसीवर के लिए निरंतर-तरंग प्रकाश के क्षेत्र-प्रतिस्थापन योग्य स्रोत के रूप में। यह एक ब्लाइंड-मेट इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल कनेक्शन का उपयोग करता है और मुख्य रूप से सीपीओ अनुप्रयोगों के लिए है।
ASIC पैकेज से लेजर थर्मल वातावरण को अलग करना
विफल प्रकाश स्रोत का स्वतंत्र प्रतिस्थापन
सरलीकृत लेजर शीतलन
केंद्रीकृत ऑप्टिकल-पावर प्रबंधन
लेजर मॉड्यूल का संभावित पुन: उपयोग या उन्नयन
यह ऑप्टिकल-पावर वितरण, कनेक्टर सफाई, सुरक्षा इंटरलॉक, अतिरेक और निगरानी के लिए भी आवश्यकताएं बनाता है।
ELSFP XPO का दूसरा नाम नहीं है। ईएलएसएफपी सह-पैक इंजनों को बाहरी ऑप्टिकल पावर की आपूर्ति करता है, जबकि एक्सपीओ एक अलग प्लग करने योग्य ऑप्टिकल आर्किटेक्चर को परिभाषित करता है।
एनपीओ आर्किटेक्चर: ऑप्टिकल इंजन एएसआईसी के पास लेकिन पैकेज के बाहर
नियर-पैकेज्ड ऑप्टिक्सहोस्ट पीसीबी पर ऑप्टिकल इंजन को स्विच ASIC के करीब लेकिन ASIC पैकेज के बाहर रखता है।
एनपीओ ऑप्टिकल इंजन और होस्ट पैकेज के बीच अधिक भौतिक अलगाव बनाए रखते हुए विद्युत पहुंच को छोटा करता है।
एनपीओ बोर्ड-स्तरीय ऑप्टिकल इंजन आर्किटेक्चर
बोर्ड-स्तरीय प्लेसमेंट और मध्यवर्ती विद्युत पहुंच
ASIC के बगल में
ASIC शीतलन संरचना की परिधि के आसपास
पास के डॉटरबोर्ड पर
एक आंतरिक कनेक्टरयुक्त असेंबली में
एक बोर्ड-स्तरीय सॉकेट के भीतर
सटीक प्लेसमेंट और अनुलग्नक विधि कार्यान्वयन पर निर्भर हैं।
फ्रंट-पैनल ऑप्टिक्स की तुलना में, एनपीओ पीसीबी पहुंच को कम कर देता है। सीपीओ की तुलना में, विद्युत सिग्नल अभी भी एएसआईसी पैकेज सीमा को पार करते हैं और मेजबान पीसीबी के हिस्से में यात्रा करते हैं।
इसलिए एनपीओ कुछ पैकेज-स्तरीय एकीकरण जोखिमों से बचते हुए कुछ विद्युत-चैनल बाधाओं को बरकरार रखता है।
ऑप्टिकल-इलेक्ट्रिकल पृथक्करण और मरम्मत योग्यता
क्योंकि ऑप्टिकल इंजन ASIC पैकेज के बाहर रहता है, NPO कसकर एकीकृत CPO असेंबली की तुलना में एक छोटा विफलता डोमेन प्रदान कर सकता है।
एक विफल ऑप्टिकल इंजन को ASIC स्विच को बदले बिना बदला जा सकता है। हालाँकि, इसे फ्रंट-पैनल हॉट स्वैपिंग के साथ भ्रमित नहीं किया जाना चाहिए।
चेसिस खोलना
हीट सिंक या कोल्ड प्लेट को हटाना
आंतरिक तंतुओं को अलग करना
एक आंतरिक कनेक्टर या सॉकेट जारी करना
डॉटरबोर्ड बदलना
बोर्ड स्तर पर पुनः कार्य करना
इसलिए एनपीओ सीपीओ की तुलना में अधिक अलग करने योग्य है लेकिन एक्सपीओ या पारंपरिक फ्रंट-पैनल मॉड्यूल की तुलना में कम पहुंच योग्य है।
सीपीओ की तुलना में पैकेजिंग और कूलिंग लाभ
एनपीओ प्रत्येक ऑप्टिकल इंजन को सीधे होस्ट पैकेज के अंदर रखने से बचता है। इससे निम्न पर दबाव कम हो सकता है:
पैकेज-सब्सट्रेट क्षेत्र
पैकेज-स्तरीय ऑप्टिकल अटैचमेंट
पैकेज असेंबली
युग्मित पैकेज उपज
पैकेज पुनः कार्य
यह ASIC और ऑप्टिकल इंजनों के लिए अलग-अलग थर्मल पथ स्थापित करने की अधिक स्वतंत्रता भी प्रदान कर सकता है।
हवा ठंडी करना
प्रवाहकीय ऊष्मा फैलाने वाले
बोर्ड पर लगे हीट सिंक
सिस्टम कोल्ड प्लेट्स
चेसिस-स्तरीय तरल शीतलन
एनपीओ को अभी भी परिष्कृत विनिर्माण की आवश्यकता है। मेजबान बोर्ड को एक सीमित क्षेत्र के भीतर छोटे उच्च गति वाले विद्युत लिंक, ऑप्टिकल इंजन, आंतरिक फाइबर, बिजली वितरण, थर्मल संरचनाएं और सेवा पहुंच को एकीकृत करना होगा।
एनपीओ की सीमाएँ
एनपीओ सीपीओ की तरह आक्रामक तरीके से विद्युत पथ को छोटा नहीं करता है। इसलिए इसे पैकेज-स्तरीय ऑप्टिकल इंजन की तुलना में अधिक मजबूत इक्वलाइजेशन या रीटाइमिंग की आवश्यकता हो सकती है।
ASIC पैकेज
होस्ट पीसीबी निशान
मध्यवर्ती कनेक्टर्स
इंजन प्लेसमेंट
विद्युत-लेन दर
थर्मल डिज़ाइन
आंतरिक फाइबर रूटिंग
एनपीओ को एक निश्चित समग्र बैंडविड्थ द्वारा परिभाषित नहीं किया जाना चाहिए। इसकी क्षमता विद्युत लेन की संख्या, प्रति-लेन डेटा दर, ऑप्टिकल तरंग दैर्ध्य योजना और इंजन विभाजन पर निर्भर करती है।
एनपीओ एक मध्यवर्ती वास्तुकला के रूप में
फ्रंट-पैनल विद्युत पहुंच बहुत कठिन होती जा रही है
पूर्ण सीपीओ एकीकरण स्वीकार्य नहीं है
आंतरिक इंजन सर्विसिंग संभव है
बोर्ड-स्तरीय ऑप्टिकल एकीकरण उपलब्ध है
फ्रंट-पैनल हॉट रिप्लेसमेंट आवश्यक नहीं है
इसका मतलब यह नहीं है कि एनपीओ अस्थायी होना चाहिए। यह तब भी उपयोगी रह सकता है जब सिस्टम डिजाइनर छोटी विद्युत पहुंच और आंशिक ऑप्टिकल-इंजन स्वतंत्रता दोनों को महत्व देते हैं।
एक्सपीओ आर्किटेक्चर: अत्यधिक घनत्व के लिए प्लग करने योग्य मॉडल का पुनर्निर्माण
XPO का मतलब एक्स्ट्रा-डेंस प्लगेबल ऑप्टिक्स है। यह विद्युत-लेन घनत्व को बढ़ाते हुए और मॉड्यूल स्तर पर तरल शीतलन शुरू करते हुए फ्रंट-पैनल प्रतिस्थापन सीमा को बरकरार रखता है।
अधिकारीएक्सपीओ एमएसएएक लिक्विड-कूल्ड प्लगेबल फॉर्म फैक्टर विकसित कर रहा है जो समर्थन करता है64 हाई-स्पीड विद्युत लेन. एमएसए गैर-भेदभावपूर्ण आधार पर इच्छुक प्रतिभागियों के लिए खुला है।
सीपीओ और एनपीओ के विपरीत, एक्सपीओ मुख्य रूप से एएसआईसी के बगल में ऑप्टिकल रूपांतरण को स्थानांतरित करके विद्युत-दूरी की समस्या का समाधान नहीं करता है। यह प्रतिस्थापन योग्य फ्रंट-पैनल मॉड्यूल की घनत्व और शीतलन क्षमता को बढ़ाने पर केंद्रित है।
एक्सपीओ लिक्विड-कूल्ड प्लगेबल मॉड्यूल
फ्रंट-पैनल प्लगेबिलिटी और मॉड्यूल-स्तरीय एकीकरण
एक एक्सपीओ मॉड्यूल फ्रंट पैनल से पहुंच योग्य रहता है।
स्वतंत्र मॉड्यूल प्रतिस्थापन
फील्ड सर्विसिंग
अलग स्विच और प्रकाशिकी जीवनचक्र
मॉड्यूल-स्तरीय सूची
लचीला ऑप्टिकल-पहुंच चयन
स्पष्ट दोष अलगाव
लागत एक बड़ी और अधिक जटिल मॉड्यूल सीमा है। एक्सपीओ को बड़ी संख्या में विद्युत लेन, पर्याप्त बिजली वितरण, सघन ऑप्टिकल कनेक्टिविटी, मॉड्यूल प्रबंधन, तरल शीतलन और एक विश्वसनीय सम्मिलन और इजेक्शन तंत्र को समायोजित करना चाहिए।
सिस्टम डिज़ाइन के लिए 64 इलेक्ट्रिकल लेन का क्या मतलब है
XPO MSA वर्तमान में 64-लेन विद्युत इंटरफ़ेस की पहचान करता है। कुल ऑप्टिकल क्षमता अंतिम प्रति-लेन सिग्नलिंग दर, मॉड्यूलेशन विधि, एन्कोडिंग, रीटाइमिंग आर्किटेक्चर और ऑप्टिकल कार्यान्वयन पर निर्भर करेगी।
विद्युत कनेक्टर घनत्व
होस्ट पीसीबी एस्केप रूटिंग
मॉड्यूल बिजली वितरण
तापीय भार
मॉड्यूल नियंत्रण और निदान
ऑप्टिकल ट्रांसमीटर और रिसीवर गिनती
फाइबर या तरंग दैर्ध्य मानचित्रण
जब तक संपूर्ण एमएसए विनिर्देश प्रकाशित नहीं हो जाता, सटीक मॉड्यूल बैंडविड्थ, पावर सीमा, कनेक्टर असाइनमेंट और यांत्रिक आयामों को सार्वभौमिक एक्सपीओ विनिर्देशों के बजाय कार्यान्वयन-निर्भर माना जाना चाहिए।
एकीकृत तरल शीतलन
एक्सपीओ प्लगेबल-मॉड्यूल आर्किटेक्चर के अंदर लिक्विड कूलिंग रखता है।
यह पारंपरिक एयर-कूल्ड मॉड्यूल से एक बुनियादी बदलाव है। शीतलन प्रणाली को निम्नलिखित के साथ मिलकर काम करना चाहिए:
विद्युत संपर्क
ऑप्टिकल इंटरफ़ेस
मॉड्यूल प्रतिधारण
प्रबंधन कनेक्शन
सम्मिलन और हटाने की प्रक्रियाएँ
सेवा पहुंच
तरल शीतलन अतिरिक्त इंजीनियरिंग आवश्यकताओं का परिचय देता है, जिनमें शामिल हैं:
विश्वसनीय द्रव कनेक्शन
रिसाव की रोकथाम और पता लगाना
ब्लाइंड-मेट संरेखण
शीतलक अनुकूलता
दबाव ड्रॉप नियंत्रण
मॉड्यूल सम्मिलन बल
रखरखाव प्रक्रियाएँ
कूलिंग इंटरफ़ेस स्विच चेसिस के केवल भाग के बजाय मॉड्यूल सेवा मॉडल का हिस्सा बन जाता है।
एक्सपीओ का मतलब बाहरी लेजर प्लगेबल नहीं है
XPO का आधिकारिक विस्तार हैएक्स्ट्रा-डेंस प्लगेबल ऑप्टिक्स.
किसी विशेष ऑप्टिकल कार्यान्वयन में बाहरी लेजर का उपयोग किया जा सकता है, लेकिन यह XPO की परिभाषित विशेषता नहीं है।
मुख्य रूप से सीपीओ के साथ उपयोग किए जाने वाले प्रतिस्थापन योग्य बाहरी लेजर के लिए सही मानकीकृत शब्द हैईएलएसएफपी, या एक्सटर्नल लेजर स्मॉल फॉर्म-फैक्टर प्लगेबल।
सेवाक्षमता लाभ और अतिरिक्त जटिलता
XPO तीन आर्किटेक्चर के बीच सबसे स्पष्ट फ़ील्ड-प्रतिस्थापन मॉडल प्रदान करता है।
स्विच ASIC को बदले बिना या आंतरिक ऑप्टिकल इंजन तक पहुंच के बिना एक विफल मॉड्यूल को फ्रंट पैनल से हटाया जा सकता है।
हालाँकि, पारंपरिक मॉड्यूल प्रतिस्थापन की तुलना में लिक्विड-कूल्ड प्लगेबिलिटी यांत्रिक रूप से अधिक मांग वाली है। एक पूर्ण डिज़ाइन को कनेक्ट और डिस्कनेक्ट करने की आवश्यकता हो सकती है:
हाई-स्पीड विद्युत लेन
पावर संपर्क
प्रबंधन संकेत
ऑप्टिकल फाइबर
तरल-शीतलन बंदरगाह
यांत्रिक प्रतिधारण सुविधाएँ
बार-बार सम्मिलन और निष्कासन चक्रों पर सभी इंटरफ़ेस विश्वसनीय बने रहने चाहिए।
सीपीओ बनाम एनपीओ बनाम एक्सपीओ: साइड-बाय-साइड इंजीनियरिंग तुलना
| इंजीनियरिंग कारक | सीपीओ | एनपीओ | एक्सपीओ |
|---|---|---|---|
| विद्युत पहुँच | निम्नतम | मध्यवर्ती | उच्चतम |
| विद्युत-हानि में कमी की संभावना | उच्चतम | मध्यम से उच्च | अधिक सीमित |
| पैकेज एकीकरण | उच्चतम | मध्यम | ASIC के सापेक्ष सबसे कम |
| ऑप्टिकल-इंजन पहुंच | कम | मध्यम | उच्च |
| फ्रंट-पैनल प्रतिस्थापन | नहीं | आमतौर पर नहीं | हाँ |
| ASIC और ऑप्टिकल विफलता युग्मन | संभावित रूप से उच्च | कम किया हुआ | कम |
| ASIC के पास ऊष्मा सांद्रता | उच्चतम | मध्यम | ASIC पर निचला, मॉड्यूल के अंदर ऊंचा |
| ठंडा करने वाली वास्तुकला | पैकेज- या सिस्टम-निर्भर | कार्यान्वयन पर निर्भर | मॉड्यूल-स्तरीय तरल शीतलन |
| बैंडविड्थ श्रेणी | कार्यान्वयन-विशिष्ट | कार्यान्वयन-विशिष्ट | अंतिम एमएसए इंटरफ़ेस दरों पर निर्भर करता है |
| प्राथमिक ऑब्जेक्ट | विद्युत पहुंच कम से कम करें | निकटता और अलगाव को संतुलित करें | प्लग करने योग्य घनत्व बढ़ाएँ |
| मुख्य इंजीनियरिंग जोखिम | उपज, शीतलन, और सेवाक्षमता | बोर्ड एकीकरण और आंतरिक पहुंच | मॉड्यूल शक्ति और द्रव-इंटरफ़ेस जटिलता |
एकीकरण स्थान और विद्युत दूरी
सीपीओ पैकेज-स्तरीय वातावरण के अंदर ऑप्टिकल रूपांतरण रखकर सबसे छोटा विद्युत पथ प्रदान करता है।
एनपीओ पैकेज और पास के बोर्ड-माउंटेड इंजन के बीच एक लंबा रास्ता तय करता है।
XPO ASIC और फ्रंट-पैनल मॉड्यूल के बीच विद्युत कनेक्शन बनाए रखता है।
वास्तविक दूरी कार्यान्वयन के अनुसार भिन्न होती है, इसलिए आर्किटेक्चर नामों को सार्वभौमिक भौतिक-लंबाई विनिर्देशों में परिवर्तित नहीं किया जाना चाहिए।
पावर, कूलिंग और सिग्नल-इंटीग्रिटी ट्रेड-ऑफ़
सीपीओ विद्युत-इंटरफ़ेस पावर को कम करने की सबसे मजबूत क्षमता प्रदान करता है, लेकिन यह एएसआईसी पैकेज के आसपास उच्चतम थर्मल एकाग्रता बनाता है।
एनपीओ पीसीबी पहुंच को कम करते हुए एएसआईसी और ऑप्टिकल इंजन के बीच अधिक अलगाव प्रदान करता है।
एक्सपीओ मॉड्यूल प्रतिस्थापन को सुरक्षित रखता है लेकिन फ्रंट-पैनल फॉर्म फैक्टर के अंदर पर्याप्त कार्यक्षमता और गर्मी को केंद्रित करता है।
सेवाक्षमता और विफलता सीमाएँ
प्रतिस्थापन सीमा काफी भिन्न है:
सीपीओ:पैकेज असेंबली या आंतरिक ऑप्टिकल इंजन
एनपीओ:आंतरिक इंजन, सॉकेट, या डॉटरबोर्ड
एक्सपीओ:फ्रंट-पैनल मॉड्यूल
इंजीनियरों को न केवल यह मूल्यांकन करना चाहिए कि कोई घटक तकनीकी रूप से बदलने योग्य है या नहीं, बल्कि मरम्मत कहां होती है, किन उपकरणों की आवश्यकता है, और सिस्टम का कितना हिस्सा सेवा से बाहर किया जाना चाहिए।
पैकेजिंग जटिलता और विनिर्माण स्वामित्व
सेमीकंडक्टर पैकेजिंग
सिलिकॉन फोटोनिक्स
पैकेज सबस्ट्रेट्स
ऑप्टिकल लगाव
पैकेज-स्तरीय थर्मल डिज़ाइन
होस्ट-बोर्ड डिज़ाइन
लघु विद्युत इंटरफ़ेस
आंतरिक ऑप्टिकल-इंजन लगाव
फाइबर रूटिंग
बोर्ड-स्तरीय शीतलन
उच्च-घनत्व मॉड्यूल पैकेजिंग
तरल-शीतलन एकीकरण
उच्च-वर्तमान बिजली वितरण
सघन विद्युत और ऑप्टिकल इंटरफ़ेस
फ्रंट-पैनल यांत्रिकी
विनिर्माण पारिस्थितिकी तंत्र कैसे बदलता है
सीपीओ: उन्नत पैकेजिंग और सिलिकॉन फोटोनिक्स
सीपीओ को एएसआईसी डिजाइन, फोटोनिक एकीकरण, सब्सट्रेट डिजाइन, इलेक्ट्रिकल पैकेजिंग, ऑप्टिकल अटैचमेंट, थर्मल प्रबंधन और परीक्षण के बीच घनिष्ठ समन्वय की आवश्यकता होती है।
एकाधिक उपज डोमेन को एक साथ प्रबंधित किया जाना चाहिए। एक पूर्ण असेंबली में एक उच्च-मूल्य स्विच एएसआईसी, कई ऑप्टिकल इंजन, फोटोनिक एकीकृत सर्किट, ड्राइवर, रिसीवर, फाइबर कप्लर्स और कूलिंग संरचनाएं शामिल हो सकती हैं।
ज्ञात-गुड-डाई परीक्षण, सॉकेटेड इंजन, बाहरी लेजर, अतिरेक, और पैकेज-स्तरीय डायग्नोस्टिक्स जोखिम को कम कर सकते हैं, लेकिन वे लागत और जटिलता भी जोड़ते हैं।
एनपीओ: बोर्ड एकीकरण और आंतरिक ऑप्टिकल संरेखण
एनपीओ ऑप्टिकल इंजन को स्विच के अंदर ले जाकर पैकेज के बाहर रखता है।
विनिर्माण प्राथमिकताओं में छोटे पीसीबी चैनल, कम नुकसान वाले विद्युत संक्रमण, आंतरिक इंजन कनेक्टर, फाइबर रूटिंग, बोर्ड-स्तरीय कूलिंग, ऑप्टिकल संरेखण, सेवा पहुंच और इंजन परीक्षणशीलता शामिल हैं।
एनपीओ कुछ पैकेज-स्तरीय बाधाओं को कम करता है लेकिन एक अधिक विशिष्ट सि
एआई क्लस्टर स्विच बैंडविड्थ, ऑप्टिकल-लेन गिनती, फ्रंट-पैनल घनत्व और सिस्टम पावर को एक साथ स्केल करने के लिए मजबूर कर रहे हैं। जैसे-जैसे विद्युत लेन दरें बढ़ती हैं, स्विच एएसआईसी और इसके ऑप्टिकल इंटरफेस के बीच कनेक्शन को डिजाइन करना उत्तरोत्तर कठिन होता जाता है। लंबे पीसीबी चैनल अधिक नुकसान पहुंचाते हैं और अक्सर मजबूत इक्वलाइजेशन, रीटाइमिंग या डिजिटल सिग्नल प्रोसेसिंग की आवश्यकता होती है।
सीपीओ, एनपीओ और एक्सपीओ तीन अलग-अलग ऑप्टिकल-इंजन प्लेसमेंट रणनीतियों के माध्यम से इस समस्या का समाधान करते हैं:
सीपीओस्विच ASIC के पैकेज-स्तरीय वातावरण में ऑप्टिकल रूपांतरण ले जाता है।
एनपीओऑप्टिकल इंजनों को ASIC के करीब रखता है लेकिन उन्हें होस्ट PCB पर रखता है।
एक्सपीओविद्युत-लेन घनत्व को बढ़ाते हुए और मॉड्यूल-स्तरीय तरल शीतलन की शुरुआत करते हुए एक फ्रंट-पैनल प्लग करने योग्य मॉड्यूल को बरकरार रखता है।
उनका सामान्य उद्देश्य उच्च गति विद्युत संचरण द्वारा बनाई गई सीमाओं को कम करना है। हालाँकि, प्रत्येक आर्किटेक्चर बिजली, गर्मी, पैकेजिंग जोखिम, फाइबर कनेक्टिविटी और रखरखाव की जिम्मेदारी अलग-अलग तरीके से वितरित करता है।
सीपीओ, एनपीओ और एक्सपीओ क्या हैं?
सीपीओ होस्ट एएसआईसी के पैकेज-स्तरीय वातावरण के भीतर ऑप्टिकल इंजन रखता है, एनपीओ उन्हें एएसआईसी के करीब सिस्टम पीसीबी पर माउंट करता है, और एक्सपीओ एक उच्च-घनत्व फ्रंट-पैनल प्लग करने योग्य मॉड्यूल रखता है। प्रमुख व्यापार-बंद विद्युत पहुंच, पैकेज एकीकरण, थर्मल डिज़ाइन और फ़ील्ड सेवाक्षमता के बीच है।
ओआईएफ सीईआई-448जी फ्रेमवर्कसीपीओ को होस्ट पैकेज पर लगे इलेक्ट्रिकल-टू-ऑप्टिकल डिवाइस के रूप में परिभाषित करता है। यह एनपीओ को पीसीबी निशान और विद्युत सिग्नलिंग आवश्यकताओं को कम करने के लिए होस्ट सिलिकॉन से सटे होस्ट पीसीबी पर लगाए गए एक उपकरण के रूप में परिभाषित करता है।
सीपीओ बनाम एनपीओ बनाम एक्सपीओ ऑप्टिकल इंजन प्लेसमेंट
| तुलना कारक | सीपीओ | एनपीओ | एक्सपीओ |
|---|---|---|---|
| ऑप्टिकल-इंजन स्थान | होस्ट पैकेज वातावरण के भीतर | ASIC के पास होस्ट पीसीबी पर | फ्रंट पैनल पर |
| एकीकरण सीमा | पैकेज-स्तर | बोर्ड स्तर | स्वतंत्र प्लग करने योग्य मॉड्यूल |
| सापेक्ष विद्युत पथ | कम से कम | मध्यवर्ती | तीनों में सबसे लंबा |
| फ़ील्ड प्रतिस्थापन | सबसे कठिन | कार्यान्वयन पर निर्भर | प्रत्यक्ष मॉड्यूल प्रतिस्थापन |
| मुख्य तापीय चुनौती | ऊष्मा ASIC के निकट संकेंद्रित होती है | आंतरिक बोर्ड-माउंटेड इंजनों को ठंडा करना | मॉड्यूल के अंदर उच्च ताप घनत्व |
| विशिष्ट शीतलन दिशा | पैकेज चालन या तरल शीतलन | वायु, चालन, या सिस्टम शीतलन | एकीकृत तरल शीतलन |
| प्राथमिक ऑब्जेक्ट | विद्युत पहुंच कम से कम करें | निकटता और अलगाव को संतुलित करें | उच्च घनत्व पर प्लगेबिलिटी को सुरक्षित रखें |
| मुख्य विनिर्माण जोर | उन्नत पैकेजिंग और ऑप्टिकल अटैचमेंट | बोर्ड एकीकरण और आंतरिक संरेखण | मॉड्यूल, पावर, कूलिंग और कनेक्टर एकीकरण |
"माइक्रोमीटर-स्केल सीपीओ," "सेंटीमीटर-स्केल एनपीओ," और "डेसीमीटर-स्केल प्लगगेबल्स" जैसे विवरण वैचारिक चित्रण के रूप में उपयोगी हो सकते हैं, लेकिन वे सार्वभौमिक विनिर्देश सीमाएं नहीं हैं। भौतिक दूरी पैकेज, बोर्ड, कनेक्टर और चेसिस डिज़ाइन पर निर्भर करती है।
साझा उद्देश्य: विद्युत पथ को छोटा करें
एक पारंपरिक स्विच में, ASIC सिस्टम बोर्ड पर स्थित होता है जबकि ऑप्टिकल ट्रांसीवर फ्रंट पैनल पर स्थापित होते हैं। ऑप्टिकल रूपांतरण होने से पहले हाई-स्पीड इलेक्ट्रिकल सिग्नल को पैकेज ट्रांज़िशन, पीसीबी ट्रेस, वीआईए, कनेक्टर और मॉड्यूल इलेक्ट्रिकल इंटरफ़ेस से गुजरना होगा।
उच्च डेटा दरों पर, इस चैनल को प्रबंधित करना अधिक कठिन हो जाता है। ढांकता हुआ नुकसान, प्रतिबिंब, क्रॉसस्टॉक और प्रतिबाधा असंततताएं सिग्नल मार्जिन को कम करती हैं। सिस्टम मजबूत ट्रांसमीटर और रिसीवर इक्वलाइजेशन, क्लॉक रिकवरी, रीटाइमिंग, फॉरवर्ड एरर करेक्शन या रीटाइम्ड मॉड्यूल डीएसपी के माध्यम से क्षतिपूर्ति कर सकता है।
ऑप्टिकल इंजन को ASIC के करीब ले जाने से लिंक का विद्युत भाग छोटा हो जाता है। अधिक भौतिक दूरी को हाई-स्पीड पीसीबी ट्रेस के बजाय वैकल्पिक रूप से कवर किया जा सकता है।
तीन ऑप्टिकल-इंजन प्लेसमेंट मॉडल
सीपीओ:ऑप्टिकल रूपांतरण पैकेज-स्तरीय असेंबली के अंदर होता है।
एनपीओ:ऑप्टिकल रूपांतरण पैकेज के पास होस्ट पीसीबी पर होता है।
एक्सपीओ:ऑप्टिकल रूपांतरण एक बदली जाने योग्य फ्रंट-पैनल मॉड्यूल के अंदर रहता है।
यह प्लेसमेंट निर्णय सिस्टम की विद्युत हानि, बिजली वितरण, शीतलन संरचना, फाइबर रूटिंग, विनिर्माण प्रक्रिया और मरम्मत रणनीति को प्रभावित करता है।
हाई-स्पीड स्विच में विद्युत पहुंच क्यों मायने रखती है
छोटे विद्युत पथ सिग्नल-कंडीशनिंग बोझ को कैसे कम करते हैं
ASIC और ऑप्टिकल इंजन के बीच विद्युत लिंक सिस्टम के सिग्नल-अखंडता, शक्ति और थर्मल बजट का हिस्सा उपभोग करता है।
जैसे-जैसे लेन दरें बढ़ती हैं, पीसीबी ट्रांसमिशन तेजी से संवेदनशील होता जाता है:
ट्रेस लंबाई
पैकेज एस्केप रूटिंग
बोर्ड ढांकता हुआ नुकसान
Vias और कनेक्टर संक्रमण
क्रॉसस्टॉक
वापसी हानि
समकारी क्षमता
एक लंबे चैनल के लिए आम तौर पर अधिक मुआवजे की आवश्यकता होती है। वह मुआवजा बिजली की खपत करता है और गर्मी पैदा करता है, अक्सर उन क्षेत्रों में जहां वायु प्रवाह और पैनल स्थान पहले से ही सीमित हैं।
पीसीबी चैनल लॉस, इक्विलाइज़ेशन और पावर
एक पारंपरिक ऑप्टिकल मॉड्यूल में एक डीएसपी हो सकता है जो ऑप्टिकल ट्रांसमिशन से पहले विद्युत सिग्नल को पुनर्प्राप्त और पुन: व्यवस्थित करता है। यह एक मजबूत मॉड्यूल सीमा बनाता है, लेकिन यह ट्रांसीवर के अंदर शक्ति भी जोड़ता है।
एक छोटा विद्युत पथ अन्य इंटरफ़ेस व्यवस्थाओं का समर्थन कर सकता है:
रैखिक प्रकाशिकी, जहां होस्ट ASIC में अधिक सिग्नल कंडीशनिंग बनी रहती है
अर्ध-पुनर्प्रकाशित प्रकाशिकी, जहां इंटरफ़ेस का केवल एक हिस्सा पुनः निर्धारित किया गया है
पूरी तरह से पुनर्निर्धारित प्रकाशिकी, जहां मॉड्यूल एक पूर्ण रिटाइमिंग सीमा प्रदान करता है
पसंदीदा डिज़ाइन होस्ट सर्डेस क्षमता, चैनल हानि, इंटरऑपरेबिलिटी आवश्यकताओं, ऑप्टिकल पहुंच, थर्मल सीमा और स्वीकार्य कार्यान्वयन जोखिम पर निर्भर करता है।
इसलिए प्रासंगिक इंजीनियरिंग प्रश्न केवल यह नहीं है कि डीएसपी मौजूद है या नहीं। यह है:
इक्वलाइज़ेशन, रीटाइमिंग, क्लॉक रिकवरी और एफईसी फ़ंक्शंस कहाँ स्थित हैं, और उन्हें किस विद्युत चैनल की भरपाई करनी चाहिए?
छोटे विद्युत लिंक स्वचालित रूप से बेहतर सिस्टम क्यों नहीं बनाते?
विद्युत पहुंच को कम करने से डिज़ाइन के एक हिस्से में सुधार होता है लेकिन अन्य हिस्से जटिल हो सकते हैं।
सिस्टम के सबसे बड़े तापीय स्रोत के आसपास अतिरिक्त ऊष्मा को केंद्रित करें
पैकेज का आकार और सब्सट्रेट जटिलता बढ़ाएँ
ऑप्टिकल इंजनों को बदलना अधिक कठिन बनाएं
पैकेज उपज के लिए युगल ऑप्टिकल-इंजन उपज
आंतरिक फाइबर घनत्व बढ़ाएँ
अधिक सटीक फाइबर-टू-चिप संरेखण की आवश्यकता है
जटिल पैकेज-स्तरीय परीक्षण
इसलिए सीपीओ, एनपीओ और एक्सपीओ इंजीनियरिंग बाधाओं को दूर करने के बजाय उन्हें वितरित करने के अलग-अलग तरीके हैं।
सीपीओ आर्किटेक्चर: एएसआईसी पैकेज के अंदर ऑप्टिकल इंजन
सह-पैकेज्ड प्रकाशिकीऑप्टिकल इंजनों को स्विच ASIC के पैकेज-स्तरीय वातावरण में रखता है। प्रत्येक हाई-स्पीड इलेक्ट्रिकल लेन को फ्रंट पैनल पर रूट करने के बजाय, सिस्टम ASIC के करीब ऑप्टिकल रूपांतरण करता है और फाइबर के माध्यम से सिग्नल को पैनल की ओर ले जाता है।
विद्युत पहुंच को कम करने में यह तीन आर्किटेक्चर में सबसे आक्रामक है।
2.5डी और 3डी पैकेजिंग के साथ भौतिक एकीकरण
सीपीओ अक्सर 2.5डी और 3डी पैकेजिंग से जुड़ा होता है, लेकिन ये शब्द सीपीओ के साथ विनिमेय नहीं हैं।
एक स्विच ASIC
एकाधिक ऑप्टिकल इंजन
सिलिकॉन-फोटोनिक्स उपकरण
विद्युत चालक और रिसीवर
पैकेज सबस्ट्रेट्स या इंटरपोज़र्स
फाइबर-अटैचमेंट संरचनाएं
थर्मल स्प्रेडर या कोल्ड प्लेट
ऑप्टिकल इंजन को ASIC के समान सेमीकंडक्टर डाई पर निर्मित करने की आवश्यकता नहीं है। अलग-अलग इलेक्ट्रॉनिक और फोटोनिक चिपलेट्स को एक ही पैकेज-स्तरीय असेंबली में एकीकृत किया जा सकता है।
ओआईएफ सह-पैकेजिंग ढांचाउच्च-प्रदर्शन वाले सब्सट्रेट पर सॉकेटेड या सोल्डरेड ASIC और ऑप्टिकल या इलेक्ट्रिकल इंजन वाली सह-पैकेज्ड असेंबली का वर्णन करता है। इसमें असेंबली में सुधार और लचीलेपन को फिर से बनाने के उद्देश्य से सॉकेटेड नियर-पैकेज व्यवस्था पर भी चर्चा की गई है।
सीपीओ बैंडविड्थ कार्यान्वयन-विशिष्ट है
सीपीओ एक निश्चित बैंडविड्थ वर्ग के बजाय एक एकीकरण वास्तुकला है।
ओआईएफ 3.2 टीबी/एस सह-पैकेज्ड मॉड्यूल कार्यान्वयन समझौता51.2 टीबी/एस स्विच असेंबलियों के लिए 3.2 टीबी/एस बिल्डिंग ब्लॉक को परिभाषित करता है। इसके ऑप्टिकल वेरिएंट में समानांतर-फाइबर और तरंग दैर्ध्य-मल्टीप्लेक्स कॉन्फ़िगरेशन शामिल हैं, जबकि एक ही यांत्रिक अवधारणा एक निष्क्रिय तांबा अनुलग्नक मॉड्यूल का भी समर्थन कर सकती है।
यह 3.2T मॉड्यूल एक मानकीकृत कार्यान्वयन है। इसका मतलब यह नहीं है कि प्रत्येक सीपीओ इंजन को 3.2 टीबीपीएस पर काम करना चाहिए या सीपीओ स्थायी रूप से एक बैंडविड्थ रेंज तक सीमित है।
विद्युत-लेन गिनती
प्रति-लेन डेटा दर
ऑप्टिकल तरंग दैर्ध्य गिनती
मॉड्यूलेशन प्रारूप
इंजन विभाजन
फाइबर गिनती
पैकेज टोपोलॉजी
शक्ति और विलंबता लाभ
मुख्य सीपीओ पावर लाभ एएसआईसी और ऑप्टिकल इंजन के बीच उच्च गति विद्युत कनेक्शन को छोटा करने से आता है।
हाई-स्विंग विद्युत चालक
बलवान को समता प्राप्त होती है
मध्यवर्ती सेवानिवृत्त
पूर्ण मॉड्यूल डीएसपी प्रसंस्करण
अतिरिक्त एफईसी चरण
कुल लाभ आधारभूत वास्तुकला पर निर्भर करता है। ASIC-टू-ऑप्टिक्स इंटरफ़ेस में सहेजी गई बिजली को स्वचालित रूप से कुल स्विच पावर के समान प्रतिशत के रूप में प्रस्तुत नहीं किया जाना चाहिए।
स्विच ASIC
ऑप्टिकल मॉड्यूलेटर और रिसीवर
लेजर स्रोत
वोल्टेज रूपांतरण
कूलिंग पंप और पंखे
प्रबंधन इलेक्ट्रॉनिक्स
नियंत्रण-विमान हार्डवेयर
सीपीओ इंटरफ़ेस विलंबता को भी कम कर सकता है जब यह रीटाइमिंग और सिग्नल-प्रोसेसिंग चरणों को हटा या सरल करता है। कोई सार्वभौमिक सीपीओ विलंबता आंकड़ा नहीं है क्योंकि परिणाम इस पर निर्भर करता है कि माप विद्युत इंटरफ़ेस, ऑप्टिकल इंजन, एफईसी, पूर्ण ऑप्टिकल लिंक, स्विच पाइपलाइन, या एंड-टू-एंड नेटवर्क को कवर करता है या नहीं।
सेवाक्षमता, उपज और विफलता सीमाएँ
पारंपरिक प्लग करने योग्य मॉड्यूल एक स्पष्ट रखरखाव सीमा बनाते हैं। एक विफल मॉड्यूल को ASIC स्विच को बदले बिना फ्रंट पैनल से हटाया जा सकता है।
सीपीओ उस सीमा को बदल देता है।
पैकेज असेंबली के बाद सोल्डर ऑप्टिकल इंजन को बदलना मुश्किल हो सकता है। इसलिए कसकर एकीकृत पैकेज के अंदर विफलता प्रतिस्थापन डोमेन को बढ़ा सकती है और मरम्मत लागत में वृद्धि कर सकती है।
इसका मतलब यह नहीं है कि प्रत्येक ऑप्टिकल विफलता के लिए ASIC को त्यागने की आवश्यकता होती है। सेवाक्षमता इस बात पर निर्भर करती है कि डिज़ाइन उपयोग करता है या नहीं:
सोल्डरेड ऑप्टिकल इंजन
सॉकेटेड ऑप्टिकल इंजन
बदली जाने योग्य बाहरी लेज़र
चैनल अतिरेक
इंजन अतिरेक
पैकेज-स्तरीय पुनर्कार्य
फ़ील्ड मरम्मत के बजाय डिपो मरम्मत
सॉकेटेड इंजन विनिर्माण कार्य में सुधार कर सकते हैं, लेकिन वे फ्रंट-पैनल ट्रांसीवर की तुलना में कम सुलभ रहते हैं। इसलिए डिज़ाइन को प्रारंभिक विनिर्माण उपज और दीर्घकालिक सेवा विश्वसनीयता दोनों पर विचार करना चाहिए।
बाहरी लेजर स्रोत के साथ सीपीओ पैकेज आर्किटेक्चर
थर्मल और रखरखाव समझौते के रूप में बाहरी लेजर स्रोत
लेजर तापमान-संवेदनशील घटक हैं। उन्हें उच्च-शक्ति ASIC के बगल में स्थित करने से थर्मल डिज़ाइन जटिल हो सकता है और उपलब्ध विश्वसनीयता मार्जिन कम हो सकता है।
एक बाहरी-लेजर आर्किटेक्चर निरंतर-तरंग लेजर स्रोत को ऑप्टिकल इंजन से अलग करता है। ऑप्टिकल पावर को फाइबर के माध्यम से सह-पैकेज्ड असेंबली के अंदर मॉड्यूलेटर तक पहुंचाया जाता है, जबकि लेजर ठंडे और अधिक सुलभ स्थान पर रहता है।
ओआईएफ ईएलएसएफपी कार्यान्वयन समझौताको परिभाषित करता हैबाहरी लेजर छोटा फॉर्म-फैक्टर प्लग करने योग्यएक सिस्टम के भीतर सह-पैक किए गए ऑप्टिकल ट्रांसीवर के लिए निरंतर-तरंग प्रकाश के क्षेत्र-प्रतिस्थापन योग्य स्रोत के रूप में। यह एक ब्लाइंड-मेट इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल कनेक्शन का उपयोग करता है और मुख्य रूप से सीपीओ अनुप्रयोगों के लिए है।
ASIC पैकेज से लेजर थर्मल वातावरण को अलग करना
विफल प्रकाश स्रोत का स्वतंत्र प्रतिस्थापन
सरलीकृत लेजर शीतलन
केंद्रीकृत ऑप्टिकल-पावर प्रबंधन
लेजर मॉड्यूल का संभावित पुन: उपयोग या उन्नयन
यह ऑप्टिकल-पावर वितरण, कनेक्टर सफाई, सुरक्षा इंटरलॉक, अतिरेक और निगरानी के लिए भी आवश्यकताएं बनाता है।
ELSFP XPO का दूसरा नाम नहीं है। ईएलएसएफपी सह-पैक इंजनों को बाहरी ऑप्टिकल पावर की आपूर्ति करता है, जबकि एक्सपीओ एक अलग प्लग करने योग्य ऑप्टिकल आर्किटेक्चर को परिभाषित करता है।
एनपीओ आर्किटेक्चर: ऑप्टिकल इंजन एएसआईसी के पास लेकिन पैकेज के बाहर
नियर-पैकेज्ड ऑप्टिक्सहोस्ट पीसीबी पर ऑप्टिकल इंजन को स्विच ASIC के करीब लेकिन ASIC पैकेज के बाहर रखता है।
एनपीओ ऑप्टिकल इंजन और होस्ट पैकेज के बीच अधिक भौतिक अलगाव बनाए रखते हुए विद्युत पहुंच को छोटा करता है।
एनपीओ बोर्ड-स्तरीय ऑप्टिकल इंजन आर्किटेक्चर
बोर्ड-स्तरीय प्लेसमेंट और मध्यवर्ती विद्युत पहुंच
ASIC के बगल में
ASIC शीतलन संरचना की परिधि के आसपास
पास के डॉटरबोर्ड पर
एक आंतरिक कनेक्टरयुक्त असेंबली में
एक बोर्ड-स्तरीय सॉकेट के भीतर
सटीक प्लेसमेंट और अनुलग्नक विधि कार्यान्वयन पर निर्भर हैं।
फ्रंट-पैनल ऑप्टिक्स की तुलना में, एनपीओ पीसीबी पहुंच को कम कर देता है। सीपीओ की तुलना में, विद्युत सिग्नल अभी भी एएसआईसी पैकेज सीमा को पार करते हैं और मेजबान पीसीबी के हिस्से में यात्रा करते हैं।
इसलिए एनपीओ कुछ पैकेज-स्तरीय एकीकरण जोखिमों से बचते हुए कुछ विद्युत-चैनल बाधाओं को बरकरार रखता है।
ऑप्टिकल-इलेक्ट्रिकल पृथक्करण और मरम्मत योग्यता
क्योंकि ऑप्टिकल इंजन ASIC पैकेज के बाहर रहता है, NPO कसकर एकीकृत CPO असेंबली की तुलना में एक छोटा विफलता डोमेन प्रदान कर सकता है।
एक विफल ऑप्टिकल इंजन को ASIC स्विच को बदले बिना बदला जा सकता है। हालाँकि, इसे फ्रंट-पैनल हॉट स्वैपिंग के साथ भ्रमित नहीं किया जाना चाहिए।
चेसिस खोलना
हीट सिंक या कोल्ड प्लेट को हटाना
आंतरिक तंतुओं को अलग करना
एक आंतरिक कनेक्टर या सॉकेट जारी करना
डॉटरबोर्ड बदलना
बोर्ड स्तर पर पुनः कार्य करना
इसलिए एनपीओ सीपीओ की तुलना में अधिक अलग करने योग्य है लेकिन एक्सपीओ या पारंपरिक फ्रंट-पैनल मॉड्यूल की तुलना में कम पहुंच योग्य है।
सीपीओ की तुलना में पैकेजिंग और कूलिंग लाभ
एनपीओ प्रत्येक ऑप्टिकल इंजन को सीधे होस्ट पैकेज के अंदर रखने से बचता है। इससे निम्न पर दबाव कम हो सकता है:
पैकेज-सब्सट्रेट क्षेत्र
पैकेज-स्तरीय ऑप्टिकल अटैचमेंट
पैकेज असेंबली
युग्मित पैकेज उपज
पैकेज पुनः कार्य
यह ASIC और ऑप्टिकल इंजनों के लिए अलग-अलग थर्मल पथ स्थापित करने की अधिक स्वतंत्रता भी प्रदान कर सकता है।
हवा ठंडी करना
प्रवाहकीय ऊष्मा फैलाने वाले
बोर्ड पर लगे हीट सिंक
सिस्टम कोल्ड प्लेट्स
चेसिस-स्तरीय तरल शीतलन
एनपीओ को अभी भी परिष्कृत विनिर्माण की आवश्यकता है। मेजबान बोर्ड को एक सीमित क्षेत्र के भीतर छोटे उच्च गति वाले विद्युत लिंक, ऑप्टिकल इंजन, आंतरिक फाइबर, बिजली वितरण, थर्मल संरचनाएं और सेवा पहुंच को एकीकृत करना होगा।
एनपीओ की सीमाएँ
एनपीओ सीपीओ की तरह आक्रामक तरीके से विद्युत पथ को छोटा नहीं करता है। इसलिए इसे पैकेज-स्तरीय ऑप्टिकल इंजन की तुलना में अधिक मजबूत इक्वलाइजेशन या रीटाइमिंग की आवश्यकता हो सकती है।
ASIC पैकेज
होस्ट पीसीबी निशान
मध्यवर्ती कनेक्टर्स
इंजन प्लेसमेंट
विद्युत-लेन दर
थर्मल डिज़ाइन
आंतरिक फाइबर रूटिंग
एनपीओ को एक निश्चित समग्र बैंडविड्थ द्वारा परिभाषित नहीं किया जाना चाहिए। इसकी क्षमता विद्युत लेन की संख्या, प्रति-लेन डेटा दर, ऑप्टिकल तरंग दैर्ध्य योजना और इंजन विभाजन पर निर्भर करती है।
एनपीओ एक मध्यवर्ती वास्तुकला के रूप में
फ्रंट-पैनल विद्युत पहुंच बहुत कठिन होती जा रही है
पूर्ण सीपीओ एकीकरण स्वीकार्य नहीं है
आंतरिक इंजन सर्विसिंग संभव है
बोर्ड-स्तरीय ऑप्टिकल एकीकरण उपलब्ध है
फ्रंट-पैनल हॉट रिप्लेसमेंट आवश्यक नहीं है
इसका मतलब यह नहीं है कि एनपीओ अस्थायी होना चाहिए। यह तब भी उपयोगी रह सकता है जब सिस्टम डिजाइनर छोटी विद्युत पहुंच और आंशिक ऑप्टिकल-इंजन स्वतंत्रता दोनों को महत्व देते हैं।
एक्सपीओ आर्किटेक्चर: अत्यधिक घनत्व के लिए प्लग करने योग्य मॉडल का पुनर्निर्माण
XPO का मतलब एक्स्ट्रा-डेंस प्लगेबल ऑप्टिक्स है। यह विद्युत-लेन घनत्व को बढ़ाते हुए और मॉड्यूल स्तर पर तरल शीतलन शुरू करते हुए फ्रंट-पैनल प्रतिस्थापन सीमा को बरकरार रखता है।
अधिकारीएक्सपीओ एमएसएएक लिक्विड-कूल्ड प्लगेबल फॉर्म फैक्टर विकसित कर रहा है जो समर्थन करता है64 हाई-स्पीड विद्युत लेन. एमएसए गैर-भेदभावपूर्ण आधार पर इच्छुक प्रतिभागियों के लिए खुला है।
सीपीओ और एनपीओ के विपरीत, एक्सपीओ मुख्य रूप से एएसआईसी के बगल में ऑप्टिकल रूपांतरण को स्थानांतरित करके विद्युत-दूरी की समस्या का समाधान नहीं करता है। यह प्रतिस्थापन योग्य फ्रंट-पैनल मॉड्यूल की घनत्व और शीतलन क्षमता को बढ़ाने पर केंद्रित है।
एक्सपीओ लिक्विड-कूल्ड प्लगेबल मॉड्यूल
फ्रंट-पैनल प्लगेबिलिटी और मॉड्यूल-स्तरीय एकीकरण
एक एक्सपीओ मॉड्यूल फ्रंट पैनल से पहुंच योग्य रहता है।
स्वतंत्र मॉड्यूल प्रतिस्थापन
फील्ड सर्विसिंग
अलग स्विच और प्रकाशिकी जीवनचक्र
मॉड्यूल-स्तरीय सूची
लचीला ऑप्टिकल-पहुंच चयन
स्पष्ट दोष अलगाव
लागत एक बड़ी और अधिक जटिल मॉड्यूल सीमा है। एक्सपीओ को बड़ी संख्या में विद्युत लेन, पर्याप्त बिजली वितरण, सघन ऑप्टिकल कनेक्टिविटी, मॉड्यूल प्रबंधन, तरल शीतलन और एक विश्वसनीय सम्मिलन और इजेक्शन तंत्र को समायोजित करना चाहिए।
सिस्टम डिज़ाइन के लिए 64 इलेक्ट्रिकल लेन का क्या मतलब है
XPO MSA वर्तमान में 64-लेन विद्युत इंटरफ़ेस की पहचान करता है। कुल ऑप्टिकल क्षमता अंतिम प्रति-लेन सिग्नलिंग दर, मॉड्यूलेशन विधि, एन्कोडिंग, रीटाइमिंग आर्किटेक्चर और ऑप्टिकल कार्यान्वयन पर निर्भर करेगी।
विद्युत कनेक्टर घनत्व
होस्ट पीसीबी एस्केप रूटिंग
मॉड्यूल बिजली वितरण
तापीय भार
मॉड्यूल नियंत्रण और निदान
ऑप्टिकल ट्रांसमीटर और रिसीवर गिनती
फाइबर या तरंग दैर्ध्य मानचित्रण
जब तक संपूर्ण एमएसए विनिर्देश प्रकाशित नहीं हो जाता, सटीक मॉड्यूल बैंडविड्थ, पावर सीमा, कनेक्टर असाइनमेंट और यांत्रिक आयामों को सार्वभौमिक एक्सपीओ विनिर्देशों के बजाय कार्यान्वयन-निर्भर माना जाना चाहिए।
एकीकृत तरल शीतलन
एक्सपीओ प्लगेबल-मॉड्यूल आर्किटेक्चर के अंदर लिक्विड कूलिंग रखता है।
यह पारंपरिक एयर-कूल्ड मॉड्यूल से एक बुनियादी बदलाव है। शीतलन प्रणाली को निम्नलिखित के साथ मिलकर काम करना चाहिए:
विद्युत संपर्क
ऑप्टिकल इंटरफ़ेस
मॉड्यूल प्रतिधारण
प्रबंधन कनेक्शन
सम्मिलन और हटाने की प्रक्रियाएँ
सेवा पहुंच
तरल शीतलन अतिरिक्त इंजीनियरिंग आवश्यकताओं का परिचय देता है, जिनमें शामिल हैं:
विश्वसनीय द्रव कनेक्शन
रिसाव की रोकथाम और पता लगाना
ब्लाइंड-मेट संरेखण
शीतलक अनुकूलता
दबाव ड्रॉप नियंत्रण
मॉड्यूल सम्मिलन बल
रखरखाव प्रक्रियाएँ
कूलिंग इंटरफ़ेस स्विच चेसिस के केवल भाग के बजाय मॉड्यूल सेवा मॉडल का हिस्सा बन जाता है।
एक्सपीओ का मतलब बाहरी लेजर प्लगेबल नहीं है
XPO का आधिकारिक विस्तार हैएक्स्ट्रा-डेंस प्लगेबल ऑप्टिक्स.
किसी विशेष ऑप्टिकल कार्यान्वयन में बाहरी लेजर का उपयोग किया जा सकता है, लेकिन यह XPO की परिभाषित विशेषता नहीं है।
मुख्य रूप से सीपीओ के साथ उपयोग किए जाने वाले प्रतिस्थापन योग्य बाहरी लेजर के लिए सही मानकीकृत शब्द हैईएलएसएफपी, या एक्सटर्नल लेजर स्मॉल फॉर्म-फैक्टर प्लगेबल।
सेवाक्षमता लाभ और अतिरिक्त जटिलता
XPO तीन आर्किटेक्चर के बीच सबसे स्पष्ट फ़ील्ड-प्रतिस्थापन मॉडल प्रदान करता है।
स्विच ASIC को बदले बिना या आंतरिक ऑप्टिकल इंजन तक पहुंच के बिना एक विफल मॉड्यूल को फ्रंट पैनल से हटाया जा सकता है।
हालाँकि, पारंपरिक मॉड्यूल प्रतिस्थापन की तुलना में लिक्विड-कूल्ड प्लगेबिलिटी यांत्रिक रूप से अधिक मांग वाली है। एक पूर्ण डिज़ाइन को कनेक्ट और डिस्कनेक्ट करने की आवश्यकता हो सकती है:
हाई-स्पीड विद्युत लेन
पावर संपर्क
प्रबंधन संकेत
ऑप्टिकल फाइबर
तरल-शीतलन बंदरगाह
यांत्रिक प्रतिधारण सुविधाएँ
बार-बार सम्मिलन और निष्कासन चक्रों पर सभी इंटरफ़ेस विश्वसनीय बने रहने चाहिए।
सीपीओ बनाम एनपीओ बनाम एक्सपीओ: साइड-बाय-साइड इंजीनियरिंग तुलना
| इंजीनियरिंग कारक | सीपीओ | एनपीओ | एक्सपीओ |
|---|---|---|---|
| विद्युत पहुँच | निम्नतम | मध्यवर्ती | उच्चतम |
| विद्युत-हानि में कमी की संभावना | उच्चतम | मध्यम से उच्च | अधिक सीमित |
| पैकेज एकीकरण | उच्चतम | मध्यम | ASIC के सापेक्ष सबसे कम |
| ऑप्टिकल-इंजन पहुंच | कम | मध्यम | उच्च |
| फ्रंट-पैनल प्रतिस्थापन | नहीं | आमतौर पर नहीं | हाँ |
| ASIC और ऑप्टिकल विफलता युग्मन | संभावित रूप से उच्च | कम किया हुआ | कम |
| ASIC के पास ऊष्मा सांद्रता | उच्चतम | मध्यम | ASIC पर निचला, मॉड्यूल के अंदर ऊंचा |
| ठंडा करने वाली वास्तुकला | पैकेज- या सिस्टम-निर्भर | कार्यान्वयन पर निर्भर | मॉड्यूल-स्तरीय तरल शीतलन |
| बैंडविड्थ श्रेणी | कार्यान्वयन-विशिष्ट | कार्यान्वयन-विशिष्ट | अंतिम एमएसए इंटरफ़ेस दरों पर निर्भर करता है |
| प्राथमिक ऑब्जेक्ट | विद्युत पहुंच कम से कम करें | निकटता और अलगाव को संतुलित करें | प्लग करने योग्य घनत्व बढ़ाएँ |
| मुख्य इंजीनियरिंग जोखिम | उपज, शीतलन, और सेवाक्षमता | बोर्ड एकीकरण और आंतरिक पहुंच | मॉड्यूल शक्ति और द्रव-इंटरफ़ेस जटिलता |
एकीकरण स्थान और विद्युत दूरी
सीपीओ पैकेज-स्तरीय वातावरण के अंदर ऑप्टिकल रूपांतरण रखकर सबसे छोटा विद्युत पथ प्रदान करता है।
एनपीओ पैकेज और पास के बोर्ड-माउंटेड इंजन के बीच एक लंबा रास्ता तय करता है।
XPO ASIC और फ्रंट-पैनल मॉड्यूल के बीच विद्युत कनेक्शन बनाए रखता है।
वास्तविक दूरी कार्यान्वयन के अनुसार भिन्न होती है, इसलिए आर्किटेक्चर नामों को सार्वभौमिक भौतिक-लंबाई विनिर्देशों में परिवर्तित नहीं किया जाना चाहिए।
पावर, कूलिंग और सिग्नल-इंटीग्रिटी ट्रेड-ऑफ़
सीपीओ विद्युत-इंटरफ़ेस पावर को कम करने की सबसे मजबूत क्षमता प्रदान करता है, लेकिन यह एएसआईसी पैकेज के आसपास उच्चतम थर्मल एकाग्रता बनाता है।
एनपीओ पीसीबी पहुंच को कम करते हुए एएसआईसी और ऑप्टिकल इंजन के बीच अधिक अलगाव प्रदान करता है।
एक्सपीओ मॉड्यूल प्रतिस्थापन को सुरक्षित रखता है लेकिन फ्रंट-पैनल फॉर्म फैक्टर के अंदर पर्याप्त कार्यक्षमता और गर्मी को केंद्रित करता है।
सेवाक्षमता और विफलता सीमाएँ
प्रतिस्थापन सीमा काफी भिन्न है:
सीपीओ:पैकेज असेंबली या आंतरिक ऑप्टिकल इंजन
एनपीओ:आंतरिक इंजन, सॉकेट, या डॉटरबोर्ड
एक्सपीओ:फ्रंट-पैनल मॉड्यूल
इंजीनियरों को न केवल यह मूल्यांकन करना चाहिए कि कोई घटक तकनीकी रूप से बदलने योग्य है या नहीं, बल्कि मरम्मत कहां होती है, किन उपकरणों की आवश्यकता है, और सिस्टम का कितना हिस्सा सेवा से बाहर किया जाना चाहिए।
पैकेजिंग जटिलता और विनिर्माण स्वामित्व
सेमीकंडक्टर पैकेजिंग
सिलिकॉन फोटोनिक्स
पैकेज सबस्ट्रेट्स
ऑप्टिकल लगाव
पैकेज-स्तरीय थर्मल डिज़ाइन
होस्ट-बोर्ड डिज़ाइन
लघु विद्युत इंटरफ़ेस
आंतरिक ऑप्टिकल-इंजन लगाव
फाइबर रूटिंग
बोर्ड-स्तरीय शीतलन
उच्च-घनत्व मॉड्यूल पैकेजिंग
तरल-शीतलन एकीकरण
उच्च-वर्तमान बिजली वितरण
सघन विद्युत और ऑप्टिकल इंटरफ़ेस
फ्रंट-पैनल यांत्रिकी
विनिर्माण पारिस्थितिकी तंत्र कैसे बदलता है
सीपीओ: उन्नत पैकेजिंग और सिलिकॉन फोटोनिक्स
सीपीओ को एएसआईसी डिजाइन, फोटोनिक एकीकरण, सब्सट्रेट डिजाइन, इलेक्ट्रिकल पैकेजिंग, ऑप्टिकल अटैचमेंट, थर्मल प्रबंधन और परीक्षण के बीच घनिष्ठ समन्वय की आवश्यकता होती है।
एकाधिक उपज डोमेन को एक साथ प्रबंधित किया जाना चाहिए। एक पूर्ण असेंबली में एक उच्च-मूल्य स्विच एएसआईसी, कई ऑप्टिकल इंजन, फोटोनिक एकीकृत सर्किट, ड्राइवर, रिसीवर, फाइबर कप्लर्स और कूलिंग संरचनाएं शामिल हो सकती हैं।
ज्ञात-गुड-डाई परीक्षण, सॉकेटेड इंजन, बाहरी लेजर, अतिरेक, और पैकेज-स्तरीय डायग्नोस्टिक्स जोखिम को कम कर सकते हैं, लेकिन वे लागत और जटिलता भी जोड़ते हैं।
एनपीओ: बोर्ड एकीकरण और आंतरिक ऑप्टिकल संरेखण
एनपीओ ऑप्टिकल इंजन को स्विच के अंदर ले जाकर पैकेज के बाहर रखता है।
विनिर्माण प्राथमिकताओं में छोटे पीसीबी चैनल, कम नुकसान वाले विद्युत संक्रमण, आंतरिक इंजन कनेक्टर, फाइबर रूटिंग, बोर्ड-स्तरीय कूलिंग, ऑप्टिकल संरेखण, सेवा पहुंच और इंजन परीक्षणशीलता शामिल हैं।
एनपीओ कुछ पैकेज-स्तरीय बाधाओं को कम करता है लेकिन एक अधिक विशिष्ट सि
