字節(jié)跳動網(wǎng)絡工程團隊３篇論文入選全球頂級會議DesignCon 2024
發(fā)布時間：2024-02-06 13:26:27 熱度：6635
2/06/2024，光纖在線訊，近日，全球最具影響力的高速通信和系統(tǒng)設計會議技術論壇 DesignCon 2024 已于美國加州圣克拉拉成功舉辦。該論壇涵蓋了芯片、電路板和系統(tǒng)設計等各個方面的技術論文會議，吸引了來自世界各地的專業(yè)人士、工程師和研究人員，分享最新的技術進展、研究成果和實踐經(jīng)驗，共同推動行業(yè)的發(fā)展。
本次會議后，DesignCon官網(wǎng)共展示了來自全球的近 60 篇論文，字節(jié)跳動網(wǎng)絡工程團隊有 3 篇論文入選。
字節(jié)跳動本次入選的 3 篇論文主要涉及 800G 端口下 LPO 系統(tǒng)的設計與實踐、224G SerDes 系統(tǒng)設計的低損耗鏈路設計方案以及 PCB 加工誤差對信號完整性影響分析。這為未來 800G LPO 系統(tǒng)以及基于 224G SerDes 的硬件系統(tǒng)大規(guī)模生產(chǎn)部署和商業(yè)化應用提供了扎實的理論基礎，展現(xiàn)了字節(jié)跳動網(wǎng)絡工程團隊在高速硬件系統(tǒng)的技術能力，同時為硬件行業(yè)高水平發(fā)展貢獻了關鍵技術輸出。
字節(jié)跳動在 DesignCon 2024 的論文演講現(xiàn)場
下面介紹一下本次入選三篇論文的主要工作。
論文介紹
論文1
論文標題：800G Linear Direct Drive Network System Design & Implementation
論文背景：在數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡系統(tǒng)中，LPO（Linear- Direct - Drive Pluggable Optics）模塊的應用相對于傳統(tǒng) DSP 模塊在成本、功耗、延遲等方面具有一定的優(yōu)勢，但也給系統(tǒng)設計端到端帶來了重大挑戰(zhàn)，包括器件和模塊之間的信號完整性設計、光電鏈路一致性設計、生產(chǎn)和系統(tǒng)端到端可測試性、以及網(wǎng)絡系統(tǒng)的可運維性。這些將阻礙 LPO 系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化應用，目前產(chǎn)業(yè)界正在努力突破這些系統(tǒng)級挑戰(zhàn)。
論文成果：論文深入分析了 LPO 系統(tǒng)在理論和應用方面所面臨的挑戰(zhàn)，重點探討如何在系統(tǒng)設計中優(yōu)化高速信道。通過系統(tǒng)級別調(diào)整更好的實現(xiàn)端到端信號完整性，全面展示 800G LPO 系統(tǒng)在單模、多模模塊下的鏈路真實性能，同時結合實際應用場景對 LPO 系統(tǒng)如何落地提出可行性建議。
論文下載鏈接：
https://dcon24.mapyourshow.com/8_0/sessions/session-details.cfm?scheduleid=124
論文2
論文標題: PCB manufacturing technology and tolerance control for 224G channel
論文背景：在過去的 20 年里，SerDes 速率從 1Gbps快速向 100Gbps 及以上邁進，信號編碼從 NRZ 變?yōu)?nbsp;PAM4，信道帶寬從小于 0.5GHz 到 28GHz 和 56GHz 以上。相比 112Gbps 速率，224Gbps 速率下高速系統(tǒng)需要更低的損耗、更寬的帶寬、更好的阻抗控制、更低的串擾、更少的Skew才能使系統(tǒng)更好的工作，這對 PCB 的加工技術與誤差管控提出了更高的要求。
論文成果：論文深入研究了 PCB 加工公差控制對 224Gbps 通道性能的影響，并探討了可能的 224Gbps 長距離（LR）拓撲結構。分析表明，PCB 傳輸線和通孔電鍍公差對通道性能有顯著影響，必須在系統(tǒng)設計中增加加工誤差對信號完整性影響分析?？傮w而言，PCB 技術和公差控制在實現(xiàn)高性能 224Gbps 通道中起著關鍵作用，在系統(tǒng)設計中需要仔細考慮系統(tǒng)架構以實現(xiàn)下一代長距通道的應用。
論文下載鏈接：
https://dcon24.mapyourshow.com/8_0/sessions/session-details.cfm?scheduleid=169
論文3
論文標題: 224G Ultra-low Loss PCB Solution
論文背景：224Gbps 速率下，高速鏈路的損耗需求對目前用于傳輸 112Gbps 速率的 PCB 和高速材料提出了巨大的挑戰(zhàn)，因此需要尋找新一代損耗更低的 PCB 解決方案。本文基于介質(zhì)損耗和導體損耗理論，從樹脂分子結構、增強材料類型和銅箔粗糙度等方面分析了針對 224Gbps 的 PCB 高速材料研究方向，并結合不同的 PCB 層疊方式和新的銅箔粗糙度處理工藝，提出一種超低損耗的 PCB 解決方案。
論文成果：論文深入研究了 224G 高速 PCB 材料在高速信號傳輸中的挑戰(zhàn)，并提出了相應的解決方案。通過對不同 PCB 堆棧設計和新型銅箔粗糙處理工藝的研究，提出了一種無增強材料，完全由改性PPO 樹脂作為傳輸介質(zhì)的 PCB 解決方案。該方案可以顯著降低 PCB 的插入損耗，并提高 224G 高速 PCB 的性能表現(xiàn)。仿真和實驗數(shù)據(jù)表明，與上一代 112G 速率相比，該方案的插入損耗性能提升了 21.5%，可以為 224G 速率下 PCB 損耗設計提供參考。
論文下載鏈接：
https://dcon24.mapyourshow.com/8_0/sessions/session-details.cfm?scheduleid=149
團隊介紹
>>團隊介紹
字節(jié)跳動網(wǎng)絡工程團隊，負責字節(jié)全球網(wǎng)絡基礎設施的規(guī)劃、研發(fā)、運營工作，致力于打造全球骨干網(wǎng)以更好的支撐業(yè)務的數(shù)據(jù)傳輸和用戶覆蓋，通過自研硬件、SDN 技術及高速網(wǎng)絡打造高性能、低時延、可自愈的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡。
＞＞字節(jié)跳動自研交換機
為了更好支撐超大規(guī)模網(wǎng)絡運維自動化和定制化特性的應用，字節(jié)跳動于 2019 年啟動自研交換機的研發(fā)，經(jīng)過多年的技術儲備和歷練，最終實現(xiàn)在 2023 年全面上線自研交換機的目標，目前大規(guī)模交付的 100G/400G 網(wǎng)絡，全由自研交換機覆蓋，硬件采用 JDM + CM 模式研發(fā)，軟件則是字節(jié)跳動自研的 Lambda OS。
51.2T 800G 自研交換機是字節(jié)跳動網(wǎng)絡工程團隊自研的最新一代產(chǎn)品，主要應用在高帶寬需求的 HPN、DCN 網(wǎng)絡，此款產(chǎn)品采用創(chuàng)新的密集過孔區(qū)域布線空間復用方案（已申請專利），使用 1 張 MAC PCB 板承載 64 個 800G 端口，整體設計同時兼具低成本、高性能和高質(zhì)量的特點。該款設備即將在 2024 年 2 月底實現(xiàn)規(guī)模化上線，這將是全球第一個實現(xiàn) 51.2T 全端口支持 LPO（Host IL<7dB）的設備，也是全球率先實現(xiàn) 800G 實際規(guī)模部署的產(chǎn)品。
來源：字節(jié)網(wǎng)絡工程團隊 字節(jié)跳動SYS Tech
本次會議后，DesignCon官網(wǎng)共展示了來自全球的近 60 篇論文，字節(jié)跳動網(wǎng)絡工程團隊有 3 篇論文入選。
字節(jié)跳動本次入選的 3 篇論文主要涉及 800G 端口下 LPO 系統(tǒng)的設計與實踐、224G SerDes 系統(tǒng)設計的低損耗鏈路設計方案以及 PCB 加工誤差對信號完整性影響分析。這為未來 800G LPO 系統(tǒng)以及基于 224G SerDes 的硬件系統(tǒng)大規(guī)模生產(chǎn)部署和商業(yè)化應用提供了扎實的理論基礎，展現(xiàn)了字節(jié)跳動網(wǎng)絡工程團隊在高速硬件系統(tǒng)的技術能力，同時為硬件行業(yè)高水平發(fā)展貢獻了關鍵技術輸出。
字節(jié)跳動在 DesignCon 2024 的論文演講現(xiàn)場
下面介紹一下本次入選三篇論文的主要工作。
論文介紹
論文1
論文標題：800G Linear Direct Drive Network System Design & Implementation
論文背景：在數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡系統(tǒng)中，LPO（Linear- Direct - Drive Pluggable Optics）模塊的應用相對于傳統(tǒng) DSP 模塊在成本、功耗、延遲等方面具有一定的優(yōu)勢，但也給系統(tǒng)設計端到端帶來了重大挑戰(zhàn)，包括器件和模塊之間的信號完整性設計、光電鏈路一致性設計、生產(chǎn)和系統(tǒng)端到端可測試性、以及網(wǎng)絡系統(tǒng)的可運維性。這些將阻礙 LPO 系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化應用，目前產(chǎn)業(yè)界正在努力突破這些系統(tǒng)級挑戰(zhàn)。
論文成果：論文深入分析了 LPO 系統(tǒng)在理論和應用方面所面臨的挑戰(zhàn)，重點探討如何在系統(tǒng)設計中優(yōu)化高速信道。通過系統(tǒng)級別調(diào)整更好的實現(xiàn)端到端信號完整性，全面展示 800G LPO 系統(tǒng)在單模、多模模塊下的鏈路真實性能，同時結合實際應用場景對 LPO 系統(tǒng)如何落地提出可行性建議。
論文下載鏈接：
https://dcon24.mapyourshow.com/8_0/sessions/session-details.cfm?scheduleid=124
論文2
論文標題: PCB manufacturing technology and tolerance control for 224G channel
論文背景：在過去的 20 年里，SerDes 速率從 1Gbps快速向 100Gbps 及以上邁進，信號編碼從 NRZ 變?yōu)?nbsp;PAM4，信道帶寬從小于 0.5GHz 到 28GHz 和 56GHz 以上。相比 112Gbps 速率，224Gbps 速率下高速系統(tǒng)需要更低的損耗、更寬的帶寬、更好的阻抗控制、更低的串擾、更少的Skew才能使系統(tǒng)更好的工作，這對 PCB 的加工技術與誤差管控提出了更高的要求。
論文成果：論文深入研究了 PCB 加工公差控制對 224Gbps 通道性能的影響，并探討了可能的 224Gbps 長距離（LR）拓撲結構。分析表明，PCB 傳輸線和通孔電鍍公差對通道性能有顯著影響，必須在系統(tǒng)設計中增加加工誤差對信號完整性影響分析?？傮w而言，PCB 技術和公差控制在實現(xiàn)高性能 224Gbps 通道中起著關鍵作用，在系統(tǒng)設計中需要仔細考慮系統(tǒng)架構以實現(xiàn)下一代長距通道的應用。
論文下載鏈接：
https://dcon24.mapyourshow.com/8_0/sessions/session-details.cfm?scheduleid=169
論文3
論文標題: 224G Ultra-low Loss PCB Solution
論文背景：224Gbps 速率下，高速鏈路的損耗需求對目前用于傳輸 112Gbps 速率的 PCB 和高速材料提出了巨大的挑戰(zhàn)，因此需要尋找新一代損耗更低的 PCB 解決方案。本文基于介質(zhì)損耗和導體損耗理論，從樹脂分子結構、增強材料類型和銅箔粗糙度等方面分析了針對 224Gbps 的 PCB 高速材料研究方向，并結合不同的 PCB 層疊方式和新的銅箔粗糙度處理工藝，提出一種超低損耗的 PCB 解決方案。
論文成果：論文深入研究了 224G 高速 PCB 材料在高速信號傳輸中的挑戰(zhàn)，并提出了相應的解決方案。通過對不同 PCB 堆棧設計和新型銅箔粗糙處理工藝的研究，提出了一種無增強材料，完全由改性PPO 樹脂作為傳輸介質(zhì)的 PCB 解決方案。該方案可以顯著降低 PCB 的插入損耗，并提高 224G 高速 PCB 的性能表現(xiàn)。仿真和實驗數(shù)據(jù)表明，與上一代 112G 速率相比，該方案的插入損耗性能提升了 21.5%，可以為 224G 速率下 PCB 損耗設計提供參考。
論文下載鏈接：
https://dcon24.mapyourshow.com/8_0/sessions/session-details.cfm?scheduleid=149
團隊介紹
>>團隊介紹
字節(jié)跳動網(wǎng)絡工程團隊，負責字節(jié)全球網(wǎng)絡基礎設施的規(guī)劃、研發(fā)、運營工作，致力于打造全球骨干網(wǎng)以更好的支撐業(yè)務的數(shù)據(jù)傳輸和用戶覆蓋，通過自研硬件、SDN 技術及高速網(wǎng)絡打造高性能、低時延、可自愈的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡。
＞＞字節(jié)跳動自研交換機
為了更好支撐超大規(guī)模網(wǎng)絡運維自動化和定制化特性的應用，字節(jié)跳動于 2019 年啟動自研交換機的研發(fā)，經(jīng)過多年的技術儲備和歷練，最終實現(xiàn)在 2023 年全面上線自研交換機的目標，目前大規(guī)模交付的 100G/400G 網(wǎng)絡，全由自研交換機覆蓋，硬件采用 JDM + CM 模式研發(fā)，軟件則是字節(jié)跳動自研的 Lambda OS。
51.2T 800G 自研交換機是字節(jié)跳動網(wǎng)絡工程團隊自研的最新一代產(chǎn)品，主要應用在高帶寬需求的 HPN、DCN 網(wǎng)絡，此款產(chǎn)品采用創(chuàng)新的密集過孔區(qū)域布線空間復用方案（已申請專利），使用 1 張 MAC PCB 板承載 64 個 800G 端口，整體設計同時兼具低成本、高性能和高質(zhì)量的特點。該款設備即將在 2024 年 2 月底實現(xiàn)規(guī)模化上線，這將是全球第一個實現(xiàn) 51.2T 全端口支持 LPO（Host IL<7dB）的設備，也是全球率先實現(xiàn) 800G 實際規(guī)模部署的產(chǎn)品。
來源：字節(jié)網(wǎng)絡工程團隊 字節(jié)跳動SYS Tech
