Fürs Rechenzentrum der Zukunft: Kioxias Breitband-SSD nutzt eine optische Verbindung
In Zukunft könnten SSDs auf eine elektrische Verbindung verzichten und stattdessen Daten mit dem System über eine optische Schnittstelle austauschen. Auch wenn dies noch ferne Zukunft ist, demonstriert Kioxia auf dem FMS 2024 diese Möglichkeit mit seiner „Breitband SSD“.
Den Prototyp der sogenannten „Broadband SSD“ für Rechenzentren der Zukunft will Kioxia auf der Fachkonferenz FMS: the Future of Memory and Storage zeigen, die derzeit in Kalifornien abgehalten wird. Dank der nicht näher beschriebenen optischen Verbindung sollen größere Distanzen zwischen den Recheneinheiten und dem Massenspeicher im System möglich werden. Die Verkabelung werde gegenüber Kupferleitungen deutlich vereinfacht und zudem erfolge die Datenübertragung energieeffizienter und mit hoher Signalqualität.
-
Optisch angebundene SSDs im Rechenzentrum (Bild: Kioxia)
Der Prototyp sei ein Ergebnis des japanischen Projekts „Next Generation Green Data Center Technology Development“. Die Kampagne hat sich das Ziel gesetzt, neue Techniken zu entwickeln, um in Rechenzentren der nächsten Generation künftig mehr als 40 Prozent Energie zu sparen.
Kupfer stößt an Grenzen, die Zukunft gehört dem Licht
Immer häufiger stoßen elektrische Verbindungen an ihre Grenzen, da der technische Aufwand für weitere Steigerungen der Datenübertragungsraten enorm zunimmt. Wie es beim Internet die Glasfaserleitungen statt Kupferkabel vormachen, könnte eine solche optische Verbindung mit Lichtwellen statt elektrischen Signalen zur Datenübertragung auch in vielen Bereichen von Computersystemen Einzug halten. Potenziell ermöglichen die Lichtwellenleiter höhere Transferraten und höhere Reichweiten als Kupferkabel.
Und so wird schon lange daran geforscht, wie sich Komponenten von Computersystemen wie CPUs, GPUs und eben auch SSDs mit Licht untereinander verbinden lassen. Beim größten Halbleiter-Auftragsfertiger TSMC ist Silicon Photonics schon lange ein Thema, obgleich die Umsetzung als Massenprodukt noch nicht in greifbarer Nähe liegt. Die für den Schnittstellenstandard PCI Express zuständige PCI-SIG hat vor einem Jahr eine „Optical Workgroup“ ins Leben gerufen, die Möglichkeiten optischer Verbindungen prüfen soll. Nach letztem Stand wird bereits für die im nächsten Jahr erwarteten Spezifikationen von PCIe 7.0 ein erster Standard von „Optical PCIe“ erwogen.
Weitere Informationen und ein Foto der „Breitband-SSD“ von Kioxia liefert heise online von der Messe. Die SSD ist an eine Platine angeschlossen, an der ein Glasfaserkabel befestigt ist. Es wurde demonstriert, dass die Leistung bei der Datenübertragung über ein 40 Meter langes Glasfaserkabel identisch zu einer herkömmlich angebundenen SSD ausfiel. So könnten zukünftig etwa die SSDs räumlich getrennt vom eigentlichen Server-System untergebracht und angebunden werden. Zur SSD selbst gibt es keine näheren Eckdaten, doch soll diese mit PCIe 4.0 arbeiten.
Ferner wird berichtet, dass die PCI-SIG den Transfer eines PCIe-6.0-Signals über eine Glasfaserleitung vorgeführt hat. Der Hersteller Cadence habe die nötige Elektronik bereitgestellt und seinerseits erste Demos mit PCIe 7.0 via Glasfaser geboten. Dabei war die Testkarte mit einem nur 10 cm kurzen Glasfaserkabel verbunden. Es sei „eine Geschwindigkeit von 128 Gbit/s über eine Faser durchaus möglich“ gewesen, heißt es weiter.
Eine erste SSD mit PCIe 6.0 hat Micron bereits angekündigt, diese wird aber voraussichtlich noch eine elektrische Verbindung nutzen.