1.6T DACによるInfiniBand XDRネットワークの配線

1.6TパッシブDACは、NVIDIA Quantum-3ラックネットワークの中核インフラストラクチャです。拡大を続けるAIトレーニングクラスターとInfiniBand XDRテクノロジーにより、相互接続が1.6Tへと進化する中、物理リンクの電気的性能がクラスター全体の安定性にとって極めて重要になります。この超高帯域幅では、ラック配線の電力と熱を厳格に制御する必要があります。1.6T DACは、消費電力ゼロと低遅延を実現することで、高密度環境での熱リスクを効果的に排除し、次世代ネットワークに求められる厳格な速度とエネルギー効率の要件を満たします。

1.6T DACとは何ですか

A 1.6T DAC は、次世代の超高速コンピューティング環境向けに特別に設計されたパッシブ銅線相互接続ソリューションです。物理レベルでは、通常、OSFPまたはQSFP-DDパッケージを使用し、複数組の高性能二軸銅線を内蔵しています。

前世代の400G/800G DACとの最大の違いは、1.6T DACのシングルチャネル伝送速度が、PAM4変調に基づいて224Gbpsへと飛躍的に向上していることです。レーザーやDSPなどの光電変換コンポーネントが不要になり、代わりに純粋な物理銅線を使用してQuantum-3スイッチをサーバーの電気インターフェースに直接接続します。

要するに、1.6T DACは速度を2倍にするだけでなく、XDRアーキテクチャ内における超短距離・超高密度の物理伝送の究極形も表しています。

AIラック接続に1.6T DACsが必要な理由

従来の企業ネットワークでは、帯域幅をアップグレードする際の定番ソリューションとして光モジュールが使用されています。しかし、NVIDIA DGX SuperPODアーキテクチャなどの最新のAIトレーニング環境では、大きな課題が生じています。

まず、消費電力と放熱という課題があります。1個の1.6T光モジュールは、多くの場合20Wを超える電力を消費します。Quantum-3スイッチをフル搭載したToRパネルが光モジュールで埋め尽くされると、驚異的な量の追加熱が発生し、液冷または空冷の負担が増大します。

次に、レイテンシーによるコストがあります。大規模分散トレーニングのAll-Reduce処理では、ノード間でマイクロ秒レベルのレイテンシーが発生するだけでも、GPUがアイドル状態になる可能性があります。DACは光電信号の変換プロセスを排除することで、真のゼロレイテンシー物理パススルーを実現します。そのため、ラック内の最適な距離では、消費電力、レイテンシー、コストの完璧なバランスを実現できる唯一のソリューションがDACです。

1.6T DACがXDRクラスターの効率を向上させる仕組み

まず、 1.6TパッシブDAC ラック内でゼロ電力伝送を実現します。スイッチとネットワークインターフェースカード（NIC）自体の電力に完全に依存しており、光モジュールが消費していた貴重な電力を節約し、そのすべてをGPUの計算能力に割り当てます。

第二に、高密度ネットワークのオフロード機能を強化します。実際の導入環境では、通常、1台のQuantum-3スイッチが複数の800G AIサーバーに接続されます。1.6T OSFPから2x 800G OSFP/QSFP-DDへのブレークアウトDACケーブルを使用することで、スイッチとNICs間の速度差を完全に整合させ、スイッチの物理レイヤーを増やすことなくポート密度の利用率を2倍にでき、Spine-Leafネットワークアーキテクチャを大幅に簡素化できます。

最後に、ナノ秒レベルの超低遅延により、InfiniBandロスレスネットワークにおける通信遅延が大幅に削減され、基盤となるハードウェアの利点がモデルのトレーニング効率の向上に直接反映されます。

224Gにおける1.6T DACとアクティブ光ソリューションの比較

シングルチャネル速度が224Gbpsに達すると、電気信号は極めて大きな挿入損失とクロストークの問題に直面します。これにより、パッシブ銅線ケーブルの物理的な伝送限界は約1～1.5メートルに縮まります。

ラック間接続または中長距離接続では、1.6T AOC、あるいは光モジュールと光ファイバーの組み合わせが必要な選択肢であることは間違いありません。しかし、サーバーをトップオブラックスイッチに直接接続するほとんどのシナリオでは、その距離は通常1メートル未満です。

この距離内で高価なAOCや光モジュールを無理に使用することは、膨大なリソースの浪費になるだけでなく、内蔵DSPチップによってマイクロ秒単位の遅延も追加されます。したがって、1.6Tネットワークでは、DACと光ソリューションはもはや単なる代替関係ではなく、距離に基づいて極めて厳密に役割分担されます。1.5メートル以内ではDACが不可欠であり、3メートルを超える距離では光ソリューションが主流となります。

QSFPTEK 1.6TソリューションによるXDRエコシステムの構築

Quantum-3の段階的な導入に伴い、224G信号を完全に伝送できる高品質なDACケーブルを見つけることが、ネットワークアーキテクトにとって最優先事項となっています。高性能光インターコネクトの専門サプライヤーとして、QSFPTEKは1.6Tエコシステムに向けた準備を万全に整えています。

QSFPTEKの1.6T DACケーブルシリーズは、極めて高い周波数で低いビット誤り率を確保するため、厳格な時間領域反射測定および信号完全性試験を受けています。

さらに重要なことに、QSFPTEKの堅牢なテストセンターは、主要な主流InfiniBandネットワークデバイスおよびEthernet AIスイッチとの製品の基盤レベルでの互換性を保証します。非常に競争力の高いROIを提供することで、QSFPTEKは世界中のデータセンターがより低いCAPEXで1.6T時代へ円滑に移行できるよう支援しています。

結論

結論として、1.6T DACは、消費電力ゼロ、超低遅延、優れたコストパフォーマンスにより、NVIDIA Quantum-3の超大規模AIトレーニングクラスターを構築するための基盤となっています。サーバーラック内の短距離相互接続シナリオでは、光モジュールによって生じる放熱と遅延のボトルネックを効果的に解消するだけでなく、簡素化されたネットワークアーキテクチャによって全体的なコンピューティング効率も向上させます。究極のパフォーマンスと投資収益率を追求するデータセンターにとって、高品質な1.6T DACソリューションを選択することは、次世代インテリジェントコンピューティングネットワークを導入するための重要かつ最適な選択肢です。