Table of Contents
Ngày nay, thị trường chuyển mạch trung tâm dữ liệu đang chuyển sang 400G/800G. Lý do chính là sự phổ biến của điện toán đám mây và dịch vụ đám mây đã thúc đẩy nhu cầu về băng thông cao hơn, tốc độ nhanh hơn và hiệu suất có độ trễ thấp hơn, điều đó có nghĩa là các thiết bị chuyển mạch tốc độ cao được sử dụng rộng rãi hơn, chẳng hạn như thiết bị chuyển mạch 400G và 800G. Đọc tiếp để tìm hiểu bối cảnh trung tâm dữ liệu đang phát triển như thế nào và những gì đang thay đổi trong các thiết bị chuyển mạch trung tâm dữ liệu.
>> Xem thêm danh mục sản phẩm switch cho data center: Thiết bị mạng Cisco ; Thiết bị mạng HPE
Những thay đổi trong bối cảnh trung tâm dữ liệu
Trong suốt quá trình phát triển của trung tâm dữ liệu, sự thay đổi ngày càng tăng về băng thông, mật độ sợi và tốc độ làn đường đã có tác động đáng kể đến bối cảnh trung tâm dữ liệu. Việc phổ biến mạng 400G vào năm 2019 đã thúc đẩy sự phát triển của công nghệ 400 và thiết bị chuyển mạch 400G cũng bắt đầu chiếm lĩnh một phần thị trường chuyển mạch trung tâm dữ liệu. Việc ra đời 800G vào năm 2022 cũng đồng nghĩa với việc phát triển các mạng trung tâm dữ liệu siêu hội tụ. Lý do cho những thay đổi này là gì? Chúng tôi đã phân tích nó từ ba khía cạnh.
Sự tăng trưởng bùng nổ của dữ liệu toàn cầu
Trung tâm dữ liệu lưu trữ tất cả dữ liệu của người tiêu dùng cá nhân, doanh nghiệp hoặc tổ chức và các nền kinh tế lớn. Khi Internet phát triển, dữ liệu cũng vậy. Các trung tâm dữ liệu cần thay đổi khả năng truyền dữ liệu để thích ứng với môi trường mạng mới. Bộ chuyển mạch trung tâm dữ liệu 400G đã được mở rộng cho các nhà cung cấp dịch vụ đám mây nhỏ hơn và các doanh nghiệp lớn như một phần không thể thiếu trong kiến trúc mạng.
Danh sách sau đây cho thấy một số xu hướng chính trong việc sử dụng dữ liệu trên toàn thế giới.
- Phương tiện truyền thông xã hội có mức tăng trưởng lưu lượng truy cập bùng nổ.
- Mật độ tế bào nhỏ lớn cho phép triển khai nhiều dịch vụ 5G khác nhau.
- Sự phát triển của IoT và IIoT (IoT công nghiệp) đang trên đà phát triển.
- Công việc tại văn phòng truyền thống đang chuyển sang các lựa chọn từ xa.
Sự phát triển của kiến trúc cột sống và kết cấu của trung tâm dữ liệu
Để đáp ứng các yêu cầu phát triển của mạng băng thông cao, tính sẵn sàng cao và độ trễ thấp trong các trung tâm dữ liệu, sự xuất hiện của kiến trúc mạng lá và mạng vải có thể đơn giản hóa mạng trung tâm dữ liệu và cung cấp dung lượng cao hơn. Mạng đường trục yêu cầu các bộ chuyển mạch trung tâm dữ liệu có băng thông cao hơn để truyền tải lưu lượng nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của người dùng cuối. Những thay đổi trong kiến trúc mạng cũng cho phép các trung tâm dữ liệu có khả năng kết nối linh hoạt hơn, số lượng cáp đường trục có số sợi quang cao hơn và khả năng mở rộng được cải thiện. Sử dụng bộ chuyển mạch 400G hoặc bộ chuyển mạch 800G, các nhà cung cấp dịch vụ trung tâm dữ liệu có thể nâng cấp lên mạng băng thông cao hơn.
Sự phát triển của trung tâm dữ liệu siêu quy mô và biên
Toàn cảnh trung tâm dữ liệu bị ảnh hưởng đáng kể bởi các trung tâm dữ liệu biên và siêu quy mô. Các nhà cung cấp dịch vụ siêu quy mô đang nỗ lực đưa dịch vụ điện toán đám mây đến gần hơn với người dùng cuối và thiết bị của họ khi nhu cầu về hiệu suất có độ trễ thấp hơn ngày càng tăng. Các thiết bị chuyển mạch trung tâm dữ liệu biên cũng đang thu hút được sự chú ý vì lý do này.
Do khoảng cách giữa người dùng và mạng xử lý ở các trung tâm dữ liệu biên ngắn hơn, dữ liệu có thể được truyền nhanh hơn, cung cấp quyền truy cập dữ liệu và ứng dụng tức thời và tối ưu ở độ trễ thấp hơn. Đồng thời, việc mở rộng các trung tâm dữ liệu siêu quy mô và biên buộc chủ sở hữu và nhà điều hành các trung tâm dữ liệu nhỏ hơn phải sửa đổi cơ sở hạ tầng của họ để đáp ứng nhu cầu lưu lượng ngày càng tăng.
Cảnh quan mới ảnh hưởng đến việc chuyển đổi trung tâm dữ liệu như thế nào
Đối với các trung tâm dữ liệu, hiệu suất thực sự là vấn đề kiểm tra và cân bằng giữa các máy chủ, thiết bị chuyển mạch và kết nối. Thiết bị chuyển mạch trung tâm dữ liệu chắc chắn bị ảnh hưởng bởi bối cảnh thay đổi của trung tâm dữ liệu. Tất cả các nhà khai thác mạng đang tìm kiếm các giải pháp chuyển mạch có khả năng mở rộng, đáng tin cậy và hiệu quả.
Kiến trúc chuyển từ ToR sang MoR/EoR
Việc chuyển đổi từ kiến trúc trên cùng (ToR) sang cấu hình giữa hàng (MoR) hoặc cuối hàng (EoR) là một sửa đổi đáng kể. MoR và EoR yêu cầu ít bộ chuyển mạch trung tâm dữ liệu gắn trên giá hơn so với kiến trúc ToR. Điều đó có nghĩa là ít không gian trên giá đỡ hơn, ít công việc phải bảo trì hơn cũng như sử dụng ít điện năng và hệ thống làm mát hơn.
Ngoài ra, thay vì thay thế các liên kết chuyển đổi dài hơn, việc nâng cấp lên tốc độ cao hơn chỉ yêu cầu thay thế cáp nối máy chủ. Tuy nhiên, để tạo điều kiện kết nối giữa các máy chủ liên tiếp và bộ chuyển mạch MoR/EoR, việc chuyển đổi cần có chiến lược cáp có cấu trúc.
Mật độ cổng chuyển mạch cao hơn
Liên quan chặt chẽ đến việc chuyển đổi từ ToR sang MoR/EoR là sự gia tăng tốc độ chuyển đổi trung tâm dữ liệu. Khi IEEE802.3ck trở thành tiêu chuẩn được phê chuẩn, bộ tuần tự hóa/bộ giải tuần tự (SerDes) cung cấp I/O điện cho các mạch tích hợp dành riêng cho ứng dụng chuyển mạch (ASIC) được dự đoán sẽ đạt tới 100G. Điều này chỉ ra rằng ASIC chuyển đổi cũng đang tăng mật độ cổng I/O.
Có thể giảm số lượng thiết bị chuyển mạch top-of-rack (ToR) bằng cách hỗ trợ nhiều kết nối thiết bị mạng hơn với mật độ cổng chuyển mạch cao hơn. Kết quả là, nhìn chung số lượng thiết bị chuyển mạch cần thiết cho kiến trúc trung tâm dữ liệu sẽ giảm đi.
Việc sử dụng các mô-đun thu phát QSFP-DD, cáp quang 400G và bộ chuyển mạch 200G/400G trong các trung tâm dữ liệu ngày càng trở nên phổ biến. Do có sẵn cáp quang 800 Gb/s, Google đang dự kiến xuất xưởng bộ chuyển mạch 800G trong năm nay.
Nhu cầu thị trường ngày càng tăng
Thị trường chuyển mạch trung tâm dữ liệu phần lớn đã đáp ứng được kỳ vọng của Tập đoàn Dell’Oro vào năm 2021. Doanh số bán thiết bị chuyển mạch trung tâm dữ liệu trong lĩnh vực đám mây tăng hai chữ số, trong khi doanh số bán hàng trong lĩnh vực không phải đám mây tăng ở mức trung bình một chữ số. Đến năm 2026, thị trường chuyển mạch trung tâm dữ liệu toàn cầu dự kiến trị giá 19,9 tỷ USD, tăng trưởng với tốc độ CAGR là 5,6%. Thị trường dường như đã sống sót sau đại dịch COVID.
Theo dự báo của Dell’Oro Group, phân khúc đám mây của thị trường chuyển mạch trung tâm dữ liệu dự kiến sẽ mở rộng với tốc độ gần gấp đôi so với phân khúc không phải đám mây vào năm 2022. Sau đây là những yếu tố chính góp phần vào dự báo thị trường mạnh mẽ như vậy:
- Tiêu thụ xung do các vấn đề cung cấp đang diễn ra
- Tốc độ chuyển đổi kỹ thuật số nhanh hơn
- Chu kỳ mở rộng được thúc đẩy bởi khối lượng công việc AI mới
Thị trường chuyển mạch trung tâm dữ liệu: Cơ hội & thách thức
Bức tranh màu hồng cho thị trường chuyển mạch trung tâm dữ liệu chắc chắn mang đến những cơ hội lớn, nhưng cũng có những thách thức phía trước trong quá trình chuyển đổi sang 400G/800G.
Những cơ hội
Đa dạng silicon: Đa dạng silicon là chủ đề trong ngành trung tâm dữ liệu trong vài năm qua. Sự đa dạng cũng gây áp lực lên Broadcom, một gã khổng lồ về bán dẫn.
Vào năm 2022, người ta dự đoán rằng những hạn chế về nguồn cung trong toàn ngành và sự gia tăng số lượng các nhà cung cấp silicon thương mại khả thi như Cisco và Marvell/Innovium sẽ đẩy nhanh hơn nữa sự đa dạng về silicon. Tại OCP 2021, Cisco cho biết họ sẽ cung cấp chip Silicon One trên Wedge400C cho các ứng dụng hàng đầu cho Meta, trước đây là Facebook.
Thiết bị thông minh: Những tiến bộ công nghệ trong thiết bị thông minh thúc đẩy nhu cầu về kết nối phức tạp và các giải pháp mạng nâng cao. Sự gia tăng này dự kiến sẽ thúc đẩy việc tích hợp chip trong các máy chủ của trung tâm dữ liệu, điều này sẽ mang lại cơ hội tăng trưởng sinh lợi cho thị trường chuyển mạch trung tâm dữ liệu toàn cầu.
Thử thách
Chi phí vận hành trung tâm dữ liệu: Trung tâm dữ liệu cần tính đến giá năng lượng tại địa phương vì chi phí năng lượng chiếm một phần đáng kể trong tổng chi phí vận hành. Bản thân chi phí năng lượng có thể rất cao đối với các nhà cung cấp dịch vụ đám mây và trung tâm dữ liệu siêu quy mô. Việc mở rộng thị trường cũng bị cản trở bởi các chi phí hoạt động bổ sung như bảo trì máy móc và nhân công.
Kiến trúc phức tạp: Kiến trúc trung tâm dữ liệu ngày càng trở nên phức tạp hơn do công nghệ điện toán đám mây, ảo hóa máy chủ, điện toán và lưu trữ. Mặc dù các thiết bị chuyển mạch trung tâm dữ liệu hiệu suất cao và băng thông cao hơn có thể xử lý khối lượng công việc khổng lồ, việc triển khai các giải pháp băng thông cao trên nhiều kiến trúc khác nhau vẫn đặt ra nhiều thách thức.
Ngoài ra, việc thiết lập khả năng tương thích giữa các công nghệ khác nhau được sử dụng trong trung tâm dữ liệu trở nên khó khăn, điều này có thể dẫn đến chi phí đáng kể và cản trở việc triển khai mới.