What (Thermal) is in High-Speed IO? Part 3
Trasciver AOC vs AEC vs DAC? R45J/SFP/QSFP Netwrok Interface Card? 此系列文將從日常應用到網路雲通訊介紹
既 連結器的各總形式和規格 以及 有線無線通訊的光纖電纜網路 (What (Thermal) is in High-Speed IO? Part 2 — Wentsenliao — Medium) 後，這篇文章將專注在介紹網路雲上的資料中心中是如何透過網路交換訊息達到分散運算且又集中的收發訊息。
每當我們在手機按下開始導航時，各位可否有想過資料是如何在短時間內的發送傳遞並計算回傳到我們的手機上嗎? 接下來就讓我們接者看下去…
參考FS的網路卡解決方案 Use of Network Interface Card in 10G/25G/40G Server to Switch Connections | FS Community
當末端使用者的軟體服務封包由 末端的電信商基地台 到 軟體服務資料中心 時，資料透過
光纖通訊 傳遞到了網路交換機網路 (Switch)(下左圖)
再由 銅線通訊 交由伺服器叢計算(Server)(下右圖)
以達到成本分散的資料中心架設經濟模型，而在完成計算後也會將透過網路介面卡(Network Interface Card) 傳遞封包回交換機與資料中心主幹網路(Internet)在到末端使用者手上。
在上圖網路架構中，高速IO產品可再依傳輸距離分成三大可插拔模塊應用
DAC / Directed Attached cable less than 3 meter: 直接用銅導線傳輸，常用於機架內的伺服器。
AEC / Active Electrical Cable less than 9m: 基於上者增加晶片以增進訊號傳遞，減少高純度材料使用與粗線徑的缺點。
AOC / Active Optical Cable less than 40Km:利用光纖做通訊減少失真同時增加傳輸距離，但多了能量轉換的廢熱。
Coherent optic larger than 120Km: 基於上者增進同調光源控制以及晶片計算以彌補大距離傳輸下的損耗。
在現今緊湊的資料中心中，散熱考量不僅限制了效能表現同時也是PUE節能表現的要素之一，三者的缺點如下
DAC: 38mm(24AWG) 粗壯的線徑導致在交換機叢的散熱不易，也增添機架排風的困難。
AEC: 因晶片的訊號整理，得以使用更纖細的23mm(30AWG)導線，不擋風同時更好整線排。
AOC: 3.0mm的光纖容易交換機排風與提高電纜密度，但額外的能量轉換廢熱需要熱設計。
Coherent: 同調光學原件不僅多了紙冷控溫原件，更大的處理器負載量將需要解更大的單位能量密度。
你可能會覺得，甚麼這種像是USB的插拔網路線材也需要散熱嗎? 這麼可能……
參考FS的網路介面卡產品，可發現到在資料中心中常見網路介面卡NIC 有以下形式Form factor規格，而在IO上面的散熱器更凸顯傳輸速度與散熱設計的對比。
結語:
此高速IO系列文章共分成上/中/下集，
上集:
由日常生活中會碰到的IO介紹了 外觀形式(Form Factor) 與 傳輸速度(Transfer rate)兩大概念，就像是同樣都是TypeC的外觀形式線材但有無閃便標是代表者是否為Thderbolt或是USB的傳輸規格。 PCI-E的傳輸規格介紹則帶領我們窺探消費電子外的工業高速IO應用，編碼制的躍升從NRZ到PAM4讓傳輸速入提高一倍外，其帶來的SI/EMI/Thermal影響將會在日後介紹。
中集:
從交通鐵道網路開始介紹通訊中的應用概念，從無線通訊的低架設成本/低延遲/大傳輸距離，到有線通訊的高頻寬在軌旁網路交換機網路的高資訊吞吐量應用，解釋了有線通訊與大頻寬的應用演進; 而在網路通訊的案例中，解紹了光/電訊號的兩種通訊在傳輸距離/IO外觀形式/傳輸規格上的不同。
下集:
最後在帶到網路雲的資料中心架構介紹了最先進的高速IO應用，從資料中心間的光纖傳輸到網路交換機網路的AOC線材應用，再透過網路介面卡NIC交給伺服器做AEC/DAC的平行分散式運算，再層層間的資料傳遞中高可靠與節能的高速IO設計是不可或缺的，考量個模塊間的成本與物理運作模式再到散熱設計，高速IO不將只是未來通訊演進的基礎建設，更是資料中心功耗表現的重要指標之一。
