信号反射 让数据中心提速


  在谷歌、亚马逊和Facebook这样的互联网公司巨大的数据中心里,信息处理的速度是极快的,但信息仍然要通过相对低速的电缆在不同的机器之间流动。

  理论上讲,这一瓶颈能够通过在服务器机架间增加电缆数量而避免,但那将耗资巨大。而且除非对架构进行完全重新设计,否则不具备可行性。无线传输数据要简单一些,但要达到所需的传输速度,一般需要两点间的毫无障碍的连接,这一条件在拥挤的数据中心是不可能达到的。

  加州大学圣巴巴拉分校(University of California, Santa Barbara,UCSB)的研究人员和俄勒冈英特尔实验室(Intel's labs in Oregon)合作研究出一个聪明的解决方案:利用天花板将无线信号反射回来,据研究人员称,这将使数据传输速度提高30%。

  加州大学圣巴巴拉分校计算机科学副教授郑海瑟(Heather Zheng)是这一研究的带头人。她表示;“由数据中心内部活动的短暂爆发所造成的阻塞,是越发明显的一个问题。”

  郑女士和她的同事们使用60GHz的Wi-Fi信号,带宽可达每秒数G比特,专为高清无线通信开发(使用该标准的首批商用产品将于明年进入市场)。但也存在局限性,郑女士表示。要使带宽最大化,并降低信号间的干涉,必须使信号集于窄束,这需要端点间的直接可视。“任何大于2.5毫米的障碍物都会阻挡信号。”她说。

  要防止天线之间互相阻挡的一个办法就是,只允许它们和最近的目标通信,即创建一种网状网络。但这将使数据传输至适当的目的地变得更加复杂,郑女士说。将信号通过天花板直接反射至目标,不仅可以保证天线间的直接点对点通信,也可以降低任何两组信号波发生交会,产生干涉的几率。“当信号密度很高时,这点很重要。”她说。置于天花板上的金属平板可以提供近乎完美的反射,“还需要在服务器机架上加装吸收材料,保证信号不会再被反射回去。”她说。

  郑女士与加州大学圣巴巴拉分校的同事们以及俄勒冈英特尔实验室的杨磊(音)、中国西安交通大学的张伟乐(音)合作,模拟了一个160个服务器机架的数据中心来检验这一系统对传输性能的影响。“模拟显示,无线信号能提高传输速度每秒0.5Tb。”她说。

  斯科特·雷诺兹(Scott Reynolds)表示,IBM公司也在关注在数据中心使用无线技术。他是IBM在约克镇高地的T·J·沃森研究中心(T.J. Watson Research Center)的一位研究人员,正在研发60GHz系统。“这些数据中心就是被电缆阻塞了,所以每次要对一台服务器进行改装都是劳民伤财的事,”但他也补充道:“换成无线传输的一个问题是:你需要在数据中心中运行数百个无线数据连接才有用。”由于60GHz的Wi-Fi只有四条数据通道,所以重要的就是如何配置信号波,使它们不会彼此发生干涉。

  郑女士和她的同事们正在建造一个无线数据中心的原型,将她们的解决方案付诸实践。