數據中心網絡具有上百億美元的市場規模，并且不斷增長。而硅光子學是滿足這個市場潛力的關鍵因素，相信在未來10年中，互聯網的計算能力和傳輸能力得到上千倍的增長。

在當今的互聯網世界中，人們每隔60秒發送約1.68億封電子郵件，1100萬條短信，9.8萬條微博和69.5萬個Facebook更新。除了人類創造的數據以外，還有機器對機器通信活動，2017年的物聯網應用將產生3.9艾字節(EB)的數據。

數據爆炸

在這所有的互聯網活動中，每一分鐘都將創造超過1820TB的新數據，這些數據在世界各地的數據中心之間被存儲、處理，以及共享。而沒有數據中心，根本就不會有云計算。

在過去的10年中，互聯網的規模已經增長了100倍。為了適應這一快速增長，人們不得不增加數據中心的計算能力，并提高了1000倍的計算量。在未來10年內，為滿足未來互聯網的需求，人們將需要增加同樣的容量。目前，沒有人真正知道今后的互聯網將發展成什么樣子。

如今，運營商正在考慮如何實現 大規模 和 大型數據中心 ，提供人們所需要的計算、存儲、傳輸能力。大型數據中心將更多地使用軟件定義的基礎設施，并利用開放式架構軟件和硬件的優勢。

但業內對當今的數據中心架構是否能夠提供人們所需要的能力的可行性表示嚴重關切。而亞馬遜網絡服務公司副總裁兼杰出工程師詹姆斯 漢密爾頓表示，未來的數據中心面臨 紅色警報 。

網絡：一場完美風暴

其實可以將數據中心簡化成兩個組成部分：一是服務器(計算功能)，它執行數據處理和存儲功能;二是網絡，用于連接一個大型數據中心的大量的服務器(通常為10萬臺以上)。

如今，摩爾定律仍然有效。在微處理器制造商的芯片中，晶體管數量每兩年翻一番。而其芯片成本降低的好處將傳導到服務器方面，在更低成本的情況下，獲得更高性能的機器和更多的存儲能力，這有助于推動云計算的增長。

不幸的是，相對于計算功能來說，摩爾定律的好處不能完全適用于數據中心的網絡部分。例如，數據吞吐量，這是網絡的一個重要指標，是由晶體管的速度決定的。而在芯片上增加越來越多的物理管腳，以及采用新的光纖傳輸技術，在這兩個方面，摩爾定律卻愛莫能助。

雖然芯片越來越便宜，而網絡成本卻在上升，而這種情況加劇了服務器的數量增長。因此，數據中心運營商現在更加專注于網絡組件技術的研究。

這個問題的很大一部分來源于規模較小基數較小基本的網絡單元：電氣CMOS交換機芯片。大型數據中心擁有超過10萬臺服務器，必須允許每一臺服務器具備通信連接，這需要一個巨大的網絡，而這個網絡通過一系列CMOS交換機芯片進行連接，卻被限制在每24個或32個互連端口上。

由于這些CMOS交換機芯片端口數的限制，數據中心的廣大網絡交換節點和互連服務，僅僅作為一種不可思議的像蜘蛛網一樣的網絡交換節點連接之間的中介物。這些網絡的交換節點和它們之間的聯系取決于更小尺寸的CMOS交換機芯片。

基本交換機元件的基數對指定大小的數據中心所需的交換節點總數有直接影響。基數的大小決定了各個交換機和數據中心的整體構造(成本和功率要求)，它限制了可擴展性的成本和復雜的基礎。連接大量的服務器現在需要一個龐大的網絡結構。并且，更糟的是，其所需的中間交換節點和互連的增長數量是服務器數量的數倍。

不斷上升的數據中心成本和功耗的限制已經很好地證明了限制因素的問題嚴重。其限制因素就是數據中心的基本可擴展性，但是，只有質疑現在的網絡能力，才有可能構建適應未來需要的數據中心網絡。
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