Il traffico di dati all'interno dei data center e i servizi che supportano stanno crescendo rapidamente. Per questo motivo, sono stati compiuti grandi progressi nell'hardware. Switch Tomahawk 4 ha appena raggiunto i 25,6 megabit al secondo. La tecnologia del ricetrasmettitore ha recentemente superato i 400 gigabyte.
Entro il 2021, circa il 95 percento di tutto il traffico del data center proviene dal cloud e, nelle applicazioni cloud, la maggior parte dei pacchetti ha meno di 500 byte. Man mano che le dimensioni si riducono, è necessario passare più velocemente per abbinare. Sfortunatamente, la rete è ancora alle prese con la latenza.
Man mano che i sistemi di data center si espandono, i pacchetti elettronici in uso presentano una quotazione GG, ritardo coda lunga, quotazione GG; in genere centinaia di millisecondi o più, diversi ordini di grandezza superiori al valore mediano. Più in dettaglio, il tempo di attesa massimo per 1 su 100 utenti non è un problema in tempi normali, ma diventa un vero problema quando l'1% degli utenti diventa migliaia.
L'architettura PULSE recentemente rilasciata offre una soluzione innovativa. Viene proposta una rete a commutazione di circuito ottico controllata da un programmatore hardware distribuito. Se modellato su MATLAB, l'architettura ha un ritardo medio di circa 1 microsecondo e un ritardo di coda di circa 5 microsecondi. Quando si tiene conto dell'overhead di regolazione, la sua velocità effettiva è di 25,6 petabyte al secondo, nonostante il limite istantaneo da nodo a nodo di 100 Gbps.
Questo viene fatto attraverso alcune delle funzioni chiave della rete. Viene utilizzato un accoppiatore a stella parallelo, che consente alla luce di viaggiare equamente da qualsiasi porta a tutte le altre porte collegate. Ogni rack ha 64 nodi, per un totale di 64 rack e ogni nodo ha più ricetrasmettitori per facilitare la sottorete. Ogni ricetrasmettitore collega i suoi nodi a una sottorete diversa tramite un diverso accoppiatore a stella.
Durante la trasmissione dei dati, il trasmettitore e il ricevitore sono sintonizzati sulla stessa fascia oraria e lunghezza d'onda. Pertanto, per ciascun accoppiatore, esiste uno scheduler nodo corrispondente nello stesso rack per gestire la coppia di rack sorgente-destinazione. Inoltre, la richiesta viene inviata allo scheduler più volte in anticipo (durata del ciclo). Algoritmi di schedulazione innovativi calcolano una nuova lunghezza d'onda per ciascun ciclo di circuito. Una caratteristica chiave dell'architettura è la velocità di riconfigurazione dei nanosecondi.
Poiché la sottorete è completamente indipendente, questa impostazione unica consente il riutilizzo delle lunghezze d'onda. Di conseguenza, la rete può supportare più di 250.000 canali. Inoltre, il sistema consente l'uso della lunghezza d'onda del 100%. Questa architettura non richiede buffering, indirizzamento e commutazione in rete.
Tuttavia, richiede un filtro, una pianificazione, un ripristino dei dati, una commutazione della lunghezza d'onda regolabili e una sincronizzazione estremamente rapidi. In questo layout, i nodi possono condividere efficacemente le risorse e ridurre al minimo i colli di bottiglia.
Una delle scoperte sorprendenti è che rispetto all'attuale architettura di rete, che costa circa $ 5 / Gbps, è in realtà molto conveniente. A tal fine, la rete consuma solo 82 picojoule a persona. Il costo dei ricetrasmettitori sta diminuendo, il che andrà ulteriormente a beneficio di sistemi come PULSE. Inoltre, durante il ciclo di aggiornamento del data center, è necessario aggiornare solo il ricetrasmettitore del nodo terminale, con conseguenti ulteriori risparmi sui costi.
