数据中心的数据流量及其支持的服务正在快速增长。就谷歌而言，其数据中心的带宽需求每年大约翻一番。为此，硬件方面取得了长足的进步。交换机Tomahawk4刚刚达到25.6Mb/s。收发技术最近突破了400G。到2021年，大约95%的数据中心流量将来自云，而在云应用中，大多数数据包都在500字节以下。随着尺寸变小，您需要更快地切换以匹配。不幸的是，网络仍在与延迟作斗争。随着数据中心系统规模的扩大，使用中的电子分组交换网络会经历“长尾延迟”，通常为数百毫秒或更长时间，比延迟数值中位数高出几个数量级。细说一下，正常情况下每100个用户中就有1个出现高峰等待时间不是问题，但是当这1%的用户变成成千上万的用户时，这就成了一个真正的问题。最近发布的名为PULSE的架构提供了一种创新的解决方案。本杰明等人。设计了一个由分布式硬件调度器控制的光电路交换网络。在MATLAB上建模时，该架构的平均延迟约为1微秒，尾部延迟约为5微秒。考虑到扩展开销时，尽管瞬时节点到节点限制为100Gbps，但其吞吐量仍达到惊人的25.6Pb/s。这是通过网络的一些关键功能完成的。使用平行星形耦合器，它允许光从任何端口平等地传输到所有其他连接的端口。每个机架有64个节点，总共64个机架，每个节点有多个收发器以方便子网划分。每个收发器通过不同的星形耦合器将其节点连接到不同的子网。在数据传输过程中，发射器和接收器被调谐到相同的时隙和波长。因此，对于每个耦合器，在同一个机架中都有一个对应的节点调度器，用于处理源-目标机架对。此外，请求会提前几个时期（周期持续时间）发送到调度程序。一种创新的调度算法为每个电路周期计算一个新的波长。该架构的一个关键特性是其纳秒级电路重构速度。这种独特的设置允许重复使用波长，因为子网是完全独立的。因此，该网络可以支持超过250,000个频道。此外，系统允许100%的波长使用。这种架构不需要在网络中进行缓冲、寻址和交换。然而，它确实需要极快的过滤、调度、数据恢复、可调谐波长切换和同步。通过这种布局，节点可以有效地共享资源并最大限度地减少瓶颈。其中一项令人惊讶的发现是，相对于当前的网络架构，它实际上非常划算，约为5美元/Gbps。为此，网络每位仅消耗82皮焦耳。收发器的成本正在下降，这将进一步有利于PULSE等系统。此外，在数据中心更新周期内只需要升级端节点收发器，从而进一步节省成本。
