QSFP-DD的使用帮助数据中心保持冷静
四通道小尺寸可插拔双密度（QSFP-DD）是业界最小的400GbE模块，并提供最高的端口带宽密度。严格的测试证明了其适用于下一代高密度，高速可插拔模块。
四边形小尺寸可插拔双密度（QSFP-DD）模块的热性能已得到广泛评估，可用于高性能数据中心环境。已经给出并分析了15W QSFP-DD模块可行性的热测试数据和结果，显示了温度升高与气流的关系。
QSFP-DD是业界最小的400GbE（千兆以太网）模块，并提供最高的端口带宽密度。与四方小尺寸可插拔双密度（QSFP-DD）多源协议（MSA）集团合作开发的QSFP-DD满足了对下一代高密度，高速可插拔模块的市场需求。
QSFP-DD外形尺寸的开发利用了业界重要的制造能力和成本结构，支持了针对40GbE和100GbE的QSFP +和QSFP28事实上的标准。外形尺寸可在单个机架单元（RU）中实现36个400GbE端口，并提供超过14Tb / s的带宽。
QSFP-DD在1RU中支持36个端口
QSFP-DD模块与从40Gb / s到200Gb / s的所有基于QSFP的收发器向后兼容，并且可以支持一系列产品，包括：
3m无源铜缆
并行多模光纤100m
平行单模光纤上500m
双工单模光纤上的2km和10km
波分复用（WDM）和相干光学
散热要求和测试
设计具有可插拔模块的设备的挑战之一是每个插座必须能够承受最大的热负荷。根据对所有预期的光模块类型和覆盖范围的调查，至少要冷却15W才能支持QSFP-DD的最大覆盖范围。
幸运的是，在构建和冷却小型模块系列（包括较小的SFP单通道模块和向后兼容的QSFP四通道模块）方面，他们在制造和冷却方面都拥有丰富的行业经验，这两种模块都在当今的网络交换机中得到了广泛使用。这些过去的经验可以转化为QSFP-DD可插拔模块，并且通过进一步的创新，可以认为在400GbE产品中很容易实现15W。
1RU端口密度
优化热冷却的系统设计灵活性是QSFP-DD模块的主要优势之一。其平顶设计使骑乘式散热器和/或热管可以通过多种热创新进行优化，包括端口范围的进气口，排气口排气和左右冷却选项。
高密度系统利用不同的印刷电路板（PCB）布局，风扇放置和气流控制来优化布线，模块放置和气流。从腹部到腹部的布局可能会将QSFP-DD模块放置在PCB的相对两侧。在这种设计中，空气在PCB的两侧流动，以提供模块冷却优势。与堆叠式卡笼相比，该设计还提供了进入模块的高速走线的更好信号完整性。从腹部到腹部的布局的缺点之一是PCB上的组件高度有限，而大功率开关芯片上的散热器高度却减小了。
另一种选择是堆叠布局，将QSFP-DD模块放置在PCB的同一侧，因此空气仅在一侧流动。通过最大化散热器的高度，这种布局为冷却开关芯片提供了优势。使用堆叠式设计的主要挑战是保持到上层堆叠卡盒的高速走线的信号完整性并冷却下层盒模块。
为了确保QSFP-DD解决方案在极端温度下仍能保持稳定，已进行了热测试以表征QSFP-DD模块和机架在指定工作范围内的热性能。广泛的测试结果记录了详细的气流和热力结果，其中使用T-rise作为系统设计的关键参数。在每种情况下，目标热性能都是将从环境到模块外壳的温度升高保持在30°C以下。
散热测试1：堆叠式笼式测试案例
要同时冷却上下插槽中的模块，需要将散热器集成到2×1卡笼中。进行了测试，以确定具有高功率光学模块的模块仓和散热器组合的热性能。使用代表1RU开关的2×1并排笼进行模块热测试。
热测试的重点一直放在固定1RU系统设计上，因为从热设计的角度来看，它们通常是最具挑战性的。风扇空间有限，这种外形尺寸代表最复杂的模块散热设计。带线卡抽出的模块化系统设计通常具有更大的风扇，并且能够在组件之间提供更高的气流。模块化系统中的T上升通常比固定设计低5–7°C。
每个测试中并排放置两个2×1 QSFP-DD笼。所有热测试均在室温下进行，海平面范围为20°C至22°C。气流方向是从前到后，并且测试中使用的气流范围被认为是系统设计的典型范围。在某些测试案例中，使用测力计/单元将散热器的下压力设置为指定值，以达到一致的测试结果。
要深入研究针对数据中心环境的QSFP-DD冷却解决方案背后的研究，请访问连接器供应商上Molex简介页面上的白皮书部分。
在堆叠式笼式热测试中，温度随夹子的使用而升高，无论是预设为低还是预设为高。这导致非常接近的温度结果，这表明夹具设计可提供适当的夹具力。当每个2×1笼的气流约为7 CFM时，模块的平均外壳温度升高约为21–22°C。温升图表明，如果每2×1笼的气流大于8 CFM，模块外壳的温升可小于20°C。在大多数情况下，在测试的CFM范围内，2×1笼中的底部模块比顶部模块的温度高2-4°C。T上升与功率关系图证实了QSFP-DD模块和机架组合具有在30°C以下的温度上升下支持所需的15W功率的能力。
热量测试2：从腹部到腹部测试用例
从腹部到腹部的设计使用安装在表面安装笼顶部的散热器，并应在1RU开关设计中提供最佳的模块气流。在此组件级测试中，在测试板的两侧设置了两个1×2 QSFP-DD固定框架。所有热测试均在40°C（114.8°F）的环境温度下进行。气流方向是从前到后，并且测试中使用的气流范围被认为是系统设计的典型范围。在14W和15W模块功耗的情况下进行肚到肚热测试。结果表明，将功耗偏向模块的中心和后部可以显着改善热性能。
在具有前后气流的从腹部到腹部的系统中，在46°C的环境中，每个模块气流6.4 CFM，可以将15W模块的外壳温度保持在70°C（158°F）以下。在40°C（114.8°F）的环境温度下，模块的最大功耗增加到18W。热环境和/或定制散热器（例如，散热片较高和/或散热片密度较高的散热器）的优化可将最大模块功耗提高到18W以上。需要6.4 CFM气流才能实现所需的热性能。这可以通过在2.5英寸H2O压降下使用反向旋转风扇来实现。
QSFP-DD模块既灵活又经济
建立和维持可互操作的互连解决方案的管道对于支持收发器模块，交换技术和服务器的进步至关重要。随着数据中心最大限度地利用电源和冷却系统的容量，热管理变得越来越重要。
QSFP-DD模块的热性能已经过广泛评估，可用于高性能数据中心环境。由此产生的温度升高与气流数据的对比清楚地证明了15W QSFP-DD模块在实际数据中心环境中的可行性。
QSFP-DD模块提供了灵活，低成本的解决方案，它们利用了系统，模块和机架热设计和管理策略方面的丰富经验。热测试证实，外形尺寸在产品定制方面也提供了最大的灵活性。在堆叠式笼式结构和从腹部到腹部的配置中，QSFP-DD模块都可以支持满足下一代高带宽应用需求所需的热负荷。
【摘自Bishop杂志，作者：Molex的Scott Sommers，March 12, 2019】
四边形小尺寸可插拔双密度（QSFP-DD）模块的热性能已得到广泛评估，可用于高性能数据中心环境。已经给出并分析了15W QSFP-DD模块可行性的热测试数据和结果，显示了温度升高与气流的关系。
QSFP-DD是业界最小的400GbE（千兆以太网）模块，并提供最高的端口带宽密度。与四方小尺寸可插拔双密度（QSFP-DD）多源协议（MSA）集团合作开发的QSFP-DD满足了对下一代高密度，高速可插拔模块的市场需求。
QSFP-DD外形尺寸的开发利用了业界重要的制造能力和成本结构，支持了针对40GbE和100GbE的QSFP +和QSFP28事实上的标准。外形尺寸可在单个机架单元（RU）中实现36个400GbE端口，并提供超过14Tb / s的带宽。
QSFP-DD在1RU中支持36个端口
QSFP-DD模块与从40Gb / s到200Gb / s的所有基于QSFP的收发器向后兼容，并且可以支持一系列产品，包括：
3m无源铜缆
并行多模光纤100m
平行单模光纤上500m
双工单模光纤上的2km和10km
波分复用（WDM）和相干光学
散热要求和测试
设计具有可插拔模块的设备的挑战之一是每个插座必须能够承受最大的热负荷。根据对所有预期的光模块类型和覆盖范围的调查，至少要冷却15W才能支持QSFP-DD的最大覆盖范围。
幸运的是，在构建和冷却小型模块系列（包括较小的SFP单通道模块和向后兼容的QSFP四通道模块）方面，他们在制造和冷却方面都拥有丰富的行业经验，这两种模块都在当今的网络交换机中得到了广泛使用。这些过去的经验可以转化为QSFP-DD可插拔模块，并且通过进一步的创新，可以认为在400GbE产品中很容易实现15W。
1RU端口密度
优化热冷却的系统设计灵活性是QSFP-DD模块的主要优势之一。其平顶设计使骑乘式散热器和/或热管可以通过多种热创新进行优化，包括端口范围的进气口，排气口排气和左右冷却选项。
高密度系统利用不同的印刷电路板（PCB）布局，风扇放置和气流控制来优化布线，模块放置和气流。从腹部到腹部的布局可能会将QSFP-DD模块放置在PCB的相对两侧。在这种设计中，空气在PCB的两侧流动，以提供模块冷却优势。与堆叠式卡笼相比，该设计还提供了进入模块的高速走线的更好信号完整性。从腹部到腹部的布局的缺点之一是PCB上的组件高度有限，而大功率开关芯片上的散热器高度却减小了。
另一种选择是堆叠布局，将QSFP-DD模块放置在PCB的同一侧，因此空气仅在一侧流动。通过最大化散热器的高度，这种布局为冷却开关芯片提供了优势。使用堆叠式设计的主要挑战是保持到上层堆叠卡盒的高速走线的信号完整性并冷却下层盒模块。
为了确保QSFP-DD解决方案在极端温度下仍能保持稳定，已进行了热测试以表征QSFP-DD模块和机架在指定工作范围内的热性能。广泛的测试结果记录了详细的气流和热力结果，其中使用T-rise作为系统设计的关键参数。在每种情况下，目标热性能都是将从环境到模块外壳的温度升高保持在30°C以下。
散热测试1：堆叠式笼式测试案例
要同时冷却上下插槽中的模块，需要将散热器集成到2×1卡笼中。进行了测试，以确定具有高功率光学模块的模块仓和散热器组合的热性能。使用代表1RU开关的2×1并排笼进行模块热测试。
热测试的重点一直放在固定1RU系统设计上，因为从热设计的角度来看，它们通常是最具挑战性的。风扇空间有限，这种外形尺寸代表最复杂的模块散热设计。带线卡抽出的模块化系统设计通常具有更大的风扇，并且能够在组件之间提供更高的气流。模块化系统中的T上升通常比固定设计低5–7°C。
每个测试中并排放置两个2×1 QSFP-DD笼。所有热测试均在室温下进行，海平面范围为20°C至22°C。气流方向是从前到后，并且测试中使用的气流范围被认为是系统设计的典型范围。在某些测试案例中，使用测力计/单元将散热器的下压力设置为指定值，以达到一致的测试结果。
要深入研究针对数据中心环境的QSFP-DD冷却解决方案背后的研究，请访问连接器供应商上Molex简介页面上的白皮书部分。
在堆叠式笼式热测试中，温度随夹子的使用而升高，无论是预设为低还是预设为高。这导致非常接近的温度结果，这表明夹具设计可提供适当的夹具力。当每个2×1笼的气流约为7 CFM时，模块的平均外壳温度升高约为21–22°C。温升图表明，如果每2×1笼的气流大于8 CFM，模块外壳的温升可小于20°C。在大多数情况下，在测试的CFM范围内，2×1笼中的底部模块比顶部模块的温度高2-4°C。T上升与功率关系图证实了QSFP-DD模块和机架组合具有在30°C以下的温度上升下支持所需的15W功率的能力。
热量测试2：从腹部到腹部测试用例
从腹部到腹部的设计使用安装在表面安装笼顶部的散热器，并应在1RU开关设计中提供最佳的模块气流。在此组件级测试中，在测试板的两侧设置了两个1×2 QSFP-DD固定框架。所有热测试均在40°C（114.8°F）的环境温度下进行。气流方向是从前到后，并且测试中使用的气流范围被认为是系统设计的典型范围。在14W和15W模块功耗的情况下进行肚到肚热测试。结果表明，将功耗偏向模块的中心和后部可以显着改善热性能。
在具有前后气流的从腹部到腹部的系统中，在46°C的环境中，每个模块气流6.4 CFM，可以将15W模块的外壳温度保持在70°C（158°F）以下。在40°C（114.8°F）的环境温度下，模块的最大功耗增加到18W。热环境和/或定制散热器（例如，散热片较高和/或散热片密度较高的散热器）的优化可将最大模块功耗提高到18W以上。需要6.4 CFM气流才能实现所需的热性能。这可以通过在2.5英寸H2O压降下使用反向旋转风扇来实现。
QSFP-DD模块既灵活又经济
建立和维持可互操作的互连解决方案的管道对于支持收发器模块，交换技术和服务器的进步至关重要。随着数据中心最大限度地利用电源和冷却系统的容量，热管理变得越来越重要。
QSFP-DD模块的热性能已经过广泛评估，可用于高性能数据中心环境。由此产生的温度升高与气流数据的对比清楚地证明了15W QSFP-DD模块在实际数据中心环境中的可行性。
QSFP-DD模块提供了灵活，低成本的解决方案，它们利用了系统，模块和机架热设计和管理策略方面的丰富经验。热测试证实，外形尺寸在产品定制方面也提供了最大的灵活性。在堆叠式笼式结构和从腹部到腹部的配置中，QSFP-DD模块都可以支持满足下一代高带宽应用需求所需的热负荷。
【摘自Bishop杂志，作者：Molex的Scott Sommers，March 12, 2019】
