2025:Ethernet-Standards der nächsten Generation sollen ein Wachstum von über 1 Tbit/s vorantreiben

Mehr Bandbreite, da Ethernet auf über 1 Terabit beschleunigt, bessere optische Verbindungen und Optimierung für KI- und HPC-Workloads sind auf dem Weg.

2024 war ein Rekordjahr für Ethernet, das seit mehr als 50 Jahren ein grundlegendes Element der Vernetzung ist und zu Beginn des Jahres 2025 weitere Fortschritte bereithält.

Mehrere Standards und Zertifizierungsbemühungen machten im Jahr 2024 Fortschritte und tragen dazu bei, dass Netzwerke zuverlässiger sind und mehr Bandbreite bereitstellen. Eine der bedeutendsten Entwicklungen war die Weiterentwicklung von 800-Gigabit-Ethernet (800GbE). Die IEEE P802.3df-Taskforce veröffentlichte am 16. Februar 2024 Version 1.0 der 800GbE-Spezifikation und markierte damit das Ende eines mehrjährigen Prozesses zur Schaffung und Finalisierung des oberen Endes der Ethernet-Bandbreite. 

Es gab auch viel Arbeit, die sich auf die Verbesserung von Ethernet konzentrierte, um dem wachsenden Bedarf an KI/ML-Workloads besser gerecht zu werden. Ein Großteil dieser Arbeit erfolgte unter der Leitung des Ultra Ethernet Consortium, einem Open-Source-Projekt unter der Leitung der Linux Foundation.

Über die hochpreisigen Themen höhere Bandbreite und KI hinaus sind Interoperabilitätstests für alle Arten bestehender und neuer Spezifikationen eine der wichtigsten Aktivitäten für Ethernet in jedem Jahr. 200 Gigabit pro Sekunde pro Spur sind ein wichtiger Meilenstein auf dem Weg zu einer Ethernet-Spezifikation mit noch höherer Bandbreite, die 1 Terabit pro Sekunde überschreiten wird.

„Im Jahr 2024 veranstaltete die Ethernet Alliance die ersten Tests von 200G/Lane-Geräten vor der Ratifizierung der Spezifikation durch das IEEE“, sagte David J. Rodgers, Veranstaltungs- und Konferenzleiter der Ethernet Alliance, gegenüber Network World . „Leiter der IEEE-Arbeitsgruppe, die einen Nachweis der Realisierbarkeit von 200G/Lane suchten, konnten sich auf die Test- und Messgemeinschaft der Ethernet Alliance verlassen, um im Sommer eine wegweisende Testsitzung zu ermöglichen und Ergebnisse vor einem endgültigen Spezifikationsentwurf bereitzustellen.“

Am anderen Ende des Geschwindigkeitsspektrums produzierte die Ethernet Alliance außerdem das erste Single Pair Ethernet Plugfest, um die nahtlose Interoperabilität für Produkte und Dienste zu fördern, die für 10BASE-T1L-Anwendungen entwickelt wurden. Dabei handelt es sich um einen Standard, der auf der 2019 fertiggestellten IEEE 802.3cg-Spezifikation basiert.

„Die Grundlage und der allgemeine Erfolg von Ethernet liegen in der Verpflichtung zu Tests und Validierungen, um das Versprechen zu erfüllen – Dinge funktionieren einfach!“ Rodgers sagte.

Auf dem Weg zu Terabit-Ethernet im Jahr 2025 und darüber hinaus

Da 800GbE mittlerweile fest etabliert ist, wird die Einführung und Erweiterung auf eine immer größere Bandbreite im Jahr 2025 ein Schlüsselthema sein.

Im Jahr 2025 wird es keinen Mangel an Anbietern geben, die 800-GbE-Geräte anbieten, aber wenn es um Ethernet-Standards geht, wird der Fokus auf 1,6 Terabit/Sekunde Ethernet liegen.

„Da 800GbE auf den Markt gekommen ist, wird bereits über die nächste Geschwindigkeit für Ethernet gesprochen“, sagte Martin Hull, Vizepräsident und General Manager für Cloud- und KI-Plattformen bei Arista Networks, gegenüber Network World . „1,6-Tbit-Ethernet wird im Hinblick auf Optik, Formfaktoren und Anwendungsfälle diskutiert, und wir gehen davon aus, dass Branchenführer gegen Ende 2025 1,6-Tbit-Systeme testen werden.“

Im Jahr 2025 wird es auch Diskussionen und erste Arbeiten geben, um noch weiter in die Zukunft als 1,6T zu blicken. Rodgers von der Ethernet Alliance stellte fest, dass die Branche bereits damit begonnen habe, den Weg zu 3,2 TB und 400 G/Lane-Ethernet einzuschlagen. 

Linear steckbare Optik wird real

Auch wenn es vielleicht nicht so aufregend ist wie die Hochgeschwindigkeits-Ethernet-Bandbreite, wird es im Jahr 2025 auch den realen Einsatz von Linear Pluggable Optics (LPO) geben.

„Hochgeschwindigkeitsrechnen erfordert eine hohe Bandbreite und zuverlässige Verbindungslösungen“, sagte Rodgers. „Hochgeschwindigkeit bedeutet jedoch auch eine höhere Leistung und mehr Wärme, was höhere Anforderungen an das Stromnetz und die Ressourcen stellt und eine Nachfrage nach neuen Optionen schafft.“  

Hier passen LPOs ins Spiel.

Rodgers wies darauf hin, dass die LPO-MSA-Gruppe (Multi-Source-Agreement) die führenden System- und Verbindungsanbieter zusammengebracht habe, um einen neuen Typ eines steckbaren optischen Moduls zu entwickeln. Der LPO verspricht, wärmeerzeugende und stromhungrige digitale Signalprozessoren (DSPs), die in herkömmlichen optischen Modulen verwendet werden, zu entfernen und eine kostengünstigere Verbindung für Anwendungen mit kürzerer Reichweite bereitzustellen.

„Arista hat bereits früher über LPO für 800G gesprochen, aber 2025 ist das Jahr, in dem LPO Realität wird, mit nachweisbaren Energie- und Kosteneinsparungen“, sagte Hull. „In einer Zeit, in der viele DC-Betreiber [Rechenzentren] vor Herausforderungen in Bezug auf Stromversorgung und Kühlung stehen, kann LPO auf Systemebene 25 % des Netzwerkstrombudgets einsparen.“

Ethernet wird „Ultra“, um mit Infiniband bei HPC und KI zu konkurrieren.

Im Laufe des Jahres 2024 wurden beim Ultra Ethernet Consortium (UEC) Fortschritte erzielt. Ein Hauptziel der UEC besteht darin, Ethernet für KI- und HPC-Workloads zu ermöglichen und sich gegenüber dem konkurrierenden Interconnect Infiniband besser zu positionieren.

„Die UEC wuchs von zehn Unternehmen auf über 100 und repräsentiert einen breiten Querschnitt der Technologiebranche, die sich der Bewältigung von Netzwerkherausforderungen für KI und HPC auf offene und kooperative Weise verschrieben hat“, sagte J Metz, Vorsitzender des Ultra Ethernet Consortium.

Metz stellte fest, dass es neben der wachsenden Beteiligung der Anbieter auch viele technische Innovationen gab. Auf den physischen, Verbindungs-, Transport- und Softwareebenen wurden bedeutende Entwicklungen vorgenommen, darunter innovative Überlastungssysteme, integrierte Sicherheit und optimierte Paketzustellung. 

„Mehr als 25 Einzelprojekte haben zur Entwicklung eines fein abgestimmten Ethernet-Stacks beigetragen, der den Anforderungen der intensivsten Arbeitslasten aller Zeiten gerecht wird“, sagte Metz.

2025 wird ein großes Jahr für UEC. 

„Die vollständig integrierte Spezifikation 1.0, die alle Entwürfe konsolidiert, soll Anfang 2025 veröffentlicht werden“, sagte Metz. „Bemühungen sind bereits im Gange, um sich auf Compliance, Leistungsverbesserungen, Speicher- und Verwaltungslösungen zu konzentrieren.“

Die Liste der am UEC teilnehmenden Anbieter liest sich wie ein Who-is-Who der Netzwerkbranche. Rodgers von Arista sagte, er erwarte, dass die Veröffentlichung der UEC-Spezifikation wichtige Verbesserungen für Ethernet für KI sowohl in Schulungs- als auch in AGI-Umgebungen bringen werde. 

„Die UEC-Spezifikation ist eine herstellerübergreifende Anstrengung mit Vertretern der größten Nutzer von KI, Systemen und Siliziumanbietern“, sagte er.

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