QSFP112とOSFP：どちらの400Gフォームファクターを選ぶべきか？

データセンターを400Gにアップグレードするには、ハードウェアに関する難しい判断が必要であり、適切な光トランシーバーのフォームファクターの選択は、間違いなく最も重要な判断の1つです。物理的なパッケージの選択は、冷却戦略、ラック密度、将来の拡張の容易さを左右するため、適切に行う必要があります。現在、主な候補はQSFP112とOSFPの2つです。帯域幅と熱的な制約への対応方法がまったく異なるため、購入前にホストプラットフォームが実際に何を必要としているのかを詳しく確認する必要があります。                   

QSFP112とOSFPとは？

QSFP112トランシーバーとは？

QSFP112（Quad Small Form-factor Pluggable 112）トランシーバーは、400Gネットワーク接続向けに設計された高速プラガブルモジュールです。それぞれ112Gbpsで動作する4本の電気レーンとPAM4変調を使用し、合計400Gbpsのデータレートを実現します。QSFP112は従来のQSFPフォームファクターのコンパクトな外形寸法を維持しており、QSFP28およびQSFP56モジュールと同じサイズでありながら、電気インターフェースの速度と帯域幅を大幅に向上させています。高いポート密度と性能により、 QSFP112フォームファクター は400G Ethernet、InfiniBandネットワーク、AIデータセンターの相互接続で広く使用されています。

OSFPトランシーバーとは？

OSFP（Octal Small Form-factor Pluggable）は、高速ネットワーク接続向けに設計されたプラガブルトランシーバーのフォームファクターで、主に400Gおよび800Gの用途をサポートします。 400Gの用途では、OSFPトランシーバーは通常、それぞれ約50Gbpsで動作する8本の電気レーンとPAM4変調を使用し、合計400Gbpsのデータレートを実現します。 冷却構造に基づき、OSFPトランシーバーには一般に2種類の設計があります。モジュールに一体化された露出型の冷却フィンを備えるIHS（Integrated Heat Sink）と、上面が比較的平坦で、ホスト機器の冷却構造によって放熱するRHS（Riding Heat Sink）です。 

QSFP112とOSFP：主な違いの一覧        

以下に、2種類の400G光モジュールのフォームファクターの主な違いを示します。

400G向けにQSFP112とOSFPをどう選ぶか？    

フォームファクターとホストとの互換性    

多くの場合、ラックにすでに設置されているハードウェアによって、QSFP112とOSFPのどちらを選ぶかが決まります。QSFP112はQSFPファミリーのコンパクトな外形寸法を維持しており、QSFP112モジュールをサポートするように設計された機器に適しています。ただし、ホストの電気仕様やモジュールのサポート状況も重要なため、標準的なQSFPケージとの互換性があると決めつけるべきではありません。 OSFPは物理設計がまったく異なり、専用のOSFPポートが必要です。高性能なデータセンタースイッチで広く採用されており、8レーンのアーキテクチャによって、より高い帯域幅を必要とするアプリケーションに対応します。

帯域幅の要件とアップグレード計画

QSFP112は、4 × 112G PAM4アーキテクチャを使用する400Gアプリケーションで主に使用されます。現在400G接続を必要とするネットワークに適しています。 OSFPは、より幅広い速度に対応します。標準的なOSFPは、800G向けの8 × 100G PAM4や1.6T向けの8 × 200G PAM4など、異なる電気レーン構成によって、400G、800G、1.6Tのアプリケーションに対応できます。 400G接続を主に使用するネットワークには、QSFP112が適しています。800Gや1.6Tへの移行を計画している場合、特に大規模なデータセンターの導入では、OSFPを検討する価値があります。

消費電力と冷却要件       

消費電力と熱管理は、モジュールの設計、内部コンポーネント、ホストの冷却能力によって異なります。 QSFP112はコンパクトな筐体を備えており、設置スペースに制約のある機器に適しています。OSFPには、IHSやRHSなど、異なる冷却設計が用意されています。 IHSモジュール は一体型の冷却フィンを備えている一方、RHSモジュールは上面が比較的平坦で、ホスト側の冷却構造により大きく依存します。

ポート密度と導入コスト      

QSFP112はコンパクトなフォームファクターを維持しているため、同じラックスペースに設置するスイッチで、より多くのポートを搭載できます。これは、ポート数とラックスペースが主な検討事項となる導入で有益です。ただし、OSFPはフォームファクターが大きいため、設計によってはスイッチの前面パネルに搭載できるポート数が制限される場合があります。

導入コストは、既存のネットワークインフラにも左右されます。現在QSFPベースのシステムを使用している組織は、QSFP112へのアップグレードを選ぶことで、互換性のある既存のスイッチ設計や配線構成を活用できるため、所有コストを抑えられます。一方、OSFPを導入する組織は、新しいハードウェア（OSFPケージ専用に設計されたもの）への投資が必要となり、初期投資が増加します。ただし、800G以上への移行を計画している組織にとっては、OSFPのほうが将来のアップグレードに対する柔軟性が高い場合があります。

ネットワークの利用シナリオ別の推奨事項   

一般的な企業のデータセンターやエッジコンピューティング拠点では、近い将来に400Gを超える必要が生じることはほとんどありません。こうした環境では、QSFP112がコスト面でも技術面でも最も賢明な選択です。高密度の設置環境にも収まり、導入コストを管理可能な範囲に抑えられます。ハイパースケール施設やAIトレーニングクラスターでは、状況がまったく異なります。これらのラックでは、激しい発熱に対応し、必要な拡張性を提供できるほかの選択肢がないため、コアスイッチング層でOSFPが主流となっています。こうした大規模なAIファブリックでも、ネットワークエンジニアは依然としてQSFP112を多用していますが、その用途は、サーバーのネットワークインターフェースカード側で光リンクを終端することに特化しています。

QSFP112とOSFPは相互に接続できるか？

QSFP112とOSFPのモジュールは、外形寸法とケージの設計が異なるため、互いのポートに直接挿入することはできません。QSFP112モジュールはOSFPポートに収まらず、OSFPモジュールをQSFP112ポートに取り付けることもできません。 ただし、物理的な違いがあっても、QSFP112機器とOSFP機器は同じネットワーク上で相互に通信できます。両端に互換性のある光トランシーバーを使用するか、専用のQSFP112-OSFP接続ケーブルを使用して接続できます。重要なのは、両側が同じデータレート、ネットワークプロトコル、伝送仕様に対応していることを確認することです。

OSFPとQSFP112に関するよくある質問

質問: OSFPはQSFP112より優れていますか？

回答: どちらのフォームファクターも、常に優れているわけではありません。QSFP112は、ポート密度の最大化と既存のQSFPベースの機器との下位互換性を重視する400Gネットワーク向けに、費用対効果の高い選択肢を提供します。OSFPは、より高い消費電力に対応する能力と優れた熱管理能力を備えており、800Gや将来の1.6Tネットワークなどの高速アプリケーションで使用できます。最適な選択は、スイッチの設計、ネットワーク要件、計画されているアップグレードによって異なります。    

質問: QSFP112は800Gネットワークに対応していますか？

回答: いいえ、QSFP112は4本の100G電気レーンを使用する400Gアプリケーション向けに設計されています。トランシーバーを交換するだけでは、既存のQSFP112ポートを800Gにアップグレードすることはできません。 

質問: QSFP112はOSFPよりも電力効率が高いですか？

回答: 必ずしもそうとは限りません。トランシーバーの消費電力は、フォームファクターよりも内部設計、光技術、電気部品に大きく左右されます。同等の400G QSFP112トランシーバーとOSFPトランシーバーでは、必要な電力が同程度になる場合があります。したがって、QSFP112の消費電力がOSFPよりも必ず少ないとは限りません。両者を比較する際は、対象となるモジュールモデルのデータシートに記載されている最大消費電力を確認してください。