Почему RJ45 внутри SFP+ превращается в маленькую печку
Потери кадров начались у 10GBASE-T SFP+-модуля после прогрева корпуса примерно до 40 °C, хотя измерение не описывает температуру самого кристалла. Внутри обнаружился многоскоростной PHY Marvell Alaska X 88X3310/40P и потемневшие участки FR-4 у зоны теплоотвода. Разбор показывает, почему электрический бюджет медного 10G-интерфейса плохо укладывается в тесную клетку SFP+.
В разборе 10GBASE-T SFP+-модуля FS, работавшего по Cat-5e, зафиксированы нагрев примерно до 40 °C в простое и последующие потери кадров. После снятия корпуса на плате обнаружился PHY Marvell Alaska X 88X3310/40P. Тепло от микросхемы передавалось через приклеенный металлический элемент к оболочке трансивера, а на обратной стороне платы видны заметно потемневшие зоны текстолита. Такое изменение FR-4 указывает на длительный локальный тепловой стресс, хотя по нему нельзя восстановить фактическую температуру перехода кристалла.
Семейство Alaska X 88X3310 рассчитано на 10M/100M/1G/2.5G/5G/10GBASE-T и подключение к хосту по XFI/SFI. Для 10GBASE-T PHY приходится непрерывно обслуживать четыре пары кабеля: формировать и принимать PAM-16 сигнал с символьной скоростью 800 МБод, подавлять собственное эхо передатчика, компенсировать межпарные помехи NEXT и FEXT, адаптировать эквалайзеры к линии и выполнять кодирование с коррекцией ошибок. В обычной сетевой карте эта функция размещается на значительно большей плате с радиатором и организованным обдувом. В SFP+ весь тракт, DC/DC-преобразователи и разъём RJ45 находятся в объёме трансивера длиной около 57 мм.
Число до 2.5 Вт для конкретного разобранного модуля приводится в материалах teardown и не подтверждено доступной публичной спецификацией Marvell именно для 88X3310/40P. Однако такой порядок мощности для форм-фактора подтверждается спецификацией Cisco: её медный SFP-10G-T-X нормирован на 2.5 Вт при 10 Гбит/с и на 1.5 Вт при 100 Мбит/с либо 1 Гбит/с. Для ряда оптических 10G-SR и 10G-LR модулей в той же таблице указан класс 1 Вт. Медный вариант Cisco также ограничен 30 м на скорости 10 Гбит/с.
Отдельный 8051-совместимый контроллер в разобранном модуле выдавал хосту EEPROM-профиль 30-метрового многомодового оптического трансивера. Такое представление позволяет пройти проверки совместимости на оборудовании, принимающем только знакомые идентификаторы. Документированное назначение этой схемы неизвестно; связь с обходом ограничений питания или охлаждения остаётся вероятной интерпретацией.
После замены модулей на изделия Wiitek в том же практическом опыте температура простоя снизилась приблизительно до 30 °C. Финальная конфигурация получила одномодовый оптический линк. Это наблюдение относится к конкретной стойке, кабелю и воздушному потоку: условия измерения, нагрузка, температура окружающей среды и точка съёма температуры не зафиксированы. Оно всё же показывает границу применимости форм-фактора: для 10GBASE-T SFP+ требуется сверять лимит мощности порта, матрицу совместимости, обдув и нагрев соседних клеток. Сам разъём SFP+ такого запаса не гарантирует.