1.6T DACケーブルについて知っておくべきこと

AIの普及に伴い、1.6T DACの需要がますます高まっています。大規模AIモデルの学習量が拡大し続ける中、データセンターのイントラネットトラフィックの増加率は、従来のクラウドコンピューティング時代の成長水準を完全に上回っています。最新のGPUコンピューティングクラスターでは、ノード間の高速データ通信が重要なボトルネックとなっており、もはや単一のGPUカードの演算性能だけに制約されるものではありません。こうした背景から、データセンターのネットワークアーキテクチャは、400Gおよび800Gから1.6Tの広帯域アーキテクチャへと着実に進化しています。特にInfiniBand XDRネットワークアーキテクチャでは、超広帯域、超低遅延、高密度実装という要件により、基盤となる相互接続伝送ソリューションに新たな基準が求められています。従来の光モジュールソリューションと比較して、1.6T DACは、低消費電力、低遅延、高いコストパフォーマンスという利点により、AIコンピューティングクラスター向けの短距離相互接続ソリューションとして最適な選択肢となっています。

1.6T DACとは何ですか

A 1.6T DAC 主にスイッチ、GPUサーバー、ストレージノード間の短距離ラックマウント相互接続に使用される高速銅線ダイレクト接続ソリューションです。光モジュールとは異なり、DACは光電変換を必要とせず、銅線ケーブルを通じて高速電気信号を直接伝送します。光チップや光電変換を備えない、よりシンプルな構造のため、低消費電力と低レイテンシを実現します。

主流の1.6T DACは通常、OSFP224パッケージ設計をベースとし、Twin-port 2x 800GアーキテクチャとPAM4変調を採用しています。内部では、複数の200Gbps PAM4電気チャネルを通じて、合計1.6Tbpsの帯域幅を実現します。これは、1本の1.6T DACで、従来は複数の高速ケーブルが担っていたデータ伝送を実現できることを意味します。AIデータセンターでは、この高密度展開により、スイッチポートの利用率を向上させ、全体的な運用コストを削減しながら、ラック内の配線の複雑さを大幅に軽減できます。

1.6TエンジンがアクティブDACに依存する理由

25Gおよび100Gネットワークアプリケーションでは、パッシブDACはほとんどの短距離伝送シナリオのニーズを満たすことができます。しかし、シングルチャネルのレートが200Gbpsに上昇すると、従来のパッシブ銅線ケーブルの限界が明らかになり、信号伝送の完全性が課題に直面します。

高周波・高速伝送のシナリオでは、挿入損失、シンボル間干渉、信号ジッター、近端クロストークなどの伝送上の欠陥がさらに深刻になります。そのため、200G以上の速度で伝送の安定性と信号品質を確保するために、アクティブDACが使用されます。アクティブDACには、イコライゼーション、信号増幅、プリエンファシス信号調整ユニットが統合されており、高速伝送中の信号損失と歪みを効果的に補償します。

データ導入において、ACCはリンクの安定性を大幅に向上させるだけでなく、銅線ケーブルの伝送距離も効果的に延長します。AIコンピューティングクラスターなどの長期・高負荷・無停止運用環境では、アクティブDACは従来のパッシブDACと比較して、より優れた適応性とアプリケーション上の利点を提供します。

PAM4が1.6T DACの鍵に

1.6T DACがこれほど高い帯域幅を実現できる根本的な理由は、開発と広範な普及にあります PAM4変調 技術。

従来のNRZ信号は1シンボルあたり1ビットのデータしか伝送できませんが、PAM4は2ビットの情報を伝送できます。これは、周波数を大幅に増加させることなく帯域幅効率を2倍にすることに相当します。

ただし、PAM4には重大な欠点もあります。レベル間隔が狭いため、システムはノイズの影響を受けやすくなり、高速リンクにはより強力な信号処理能力が必要になります。特にチャネルあたり200Gbpsでは、わずかなジッターやクロストークでもビットエラー率が急増する可能性があります。

1.6T DACは本質的に単なる銅線ケーブルではなく、高速SerDes、電気的最適化、信号補償機能を統合した複雑な高速相互接続システムとなっています。

InfiniBand XDRにおける1.6T DACの価値

InfiniBand XDRは、現在のAIおよびHPCネットワークにおける重要な発展方向を示しており、その中核的な目的は、大規模GPUクラスタにおける低遅延通信の問題を解決することです。

従来のEthernetと比較して、InfiniBandは超低遅延、高スループット、RDMA機能、および大規模ノード間の高い同期効率を重視しています。

大規模モデルのトレーニング中、GPUは勾配の同期やパラメータの交換を頻繁に行う必要があります。ネットワーク遅延が大きすぎると、高性能なGPUを使用していても、通信のボトルネックによってトレーニング効率が低下します。

1.6T DACは、このシナリオに最適です。DACは光電変換を必要としないため、そのリンク遅延は通常、光モジュールソリューションよりも低くなります。さらに、ラック内または隣接するラック間では、DACは消費電力が少なく、より高密度な導入が可能です。これは、エネルギー効率をますます重視するAIデータセンターにとって極めて重要な利点です。

アプリケーション

1.6T DACの主な用途は、AIおよびHPCクラスター内の短距離接続であり、特に次のような帯域幅、遅延、安定性に対する要件が極めて厳しい環境で使用されます：

GPUサーバーとスイッチ間の接続

Spine-Leafアーキテクチャにおけるラック間接続

NVMe over Fabrics高速ストレージネットワーク

高密度InfiniBand XDRクラスター

これらのシナリオでは、1.6T DACは、低消費電力、低遅延、高帯域幅、導入の複雑さという点で光モジュールよりも大きな優位性があり、配線の複雑さとその後の運用コストを効果的に削減します。

結論

短距離伝送シナリオにおいて、1.6T DACは低コストの代替手段であるだけでなく、帯域幅、レイテンシー、消費電力、ケーブル配線の最適化のバランスを取る重要なインフラストラクチャでもあります。特にInfiniBand XDRネットワークでは、高速ACC DACが大規模GPUクラスターに求められる低レイテンシーで安定した通信要件をより適切に満たします。さらに、AIクラスターの拡大が続くにつれて、データセンターにおける1.6T DACの役割は一層増大します。