1.6T InfiniBand XDR DAC: AI 클러스터에서 패시브 구리 케이블이 여전히 중요한 이유

InfiniBand XDR이 단일 포트 대역폭을 1.6 Tb/s까지 끌어올리면서, AI GPU 클러스터 네트워킹은 200 Gb/s PAM4 전기 레인 기반의 고속 인터커넥트라는 새로운 단계에 진입하고 있습니다. 극한의 통신 대역폭을 추구하는 가운데 네트워크 설계자들은 새로운 물리적 과제에 직면하고 있습니다. 레인당 전기 인터페이스가 200 Gb/s PAM4로 업그레이드되면서 1.6T 광 인터커넥트의 전력 및 열 관리 요구 사항이 점점 더 까다로워지고 있습니다. 고밀도 GPU 랙에 고속 광 트랜시버를 대량으로 배치하면 스위치 포트의 전력 소비와 전체 섀시의 열 관리 요구 수준이 크게 높아질 수 있습니다. 이러한 기술 발전 과정에서도 1.6T InfiniBand XDR 패시브 직접 연결 구리 케이블은 도태되지 않았습니다. 오히려 수동형이며 복잡도가 낮은 물리적 특성을 바탕으로 랙 내부의 고속 단거리 인터커넥트에서 여전히 상당한 엔지니어링 가치를 유지하고 있습니다.

랙 내부 단거리 인터커넥트를 위한 실용적인 선택

1.6T 패시브 DAC 는 주로 데이터 센터 랙 내부의 단거리 고속 연결을 위해 설계되었습니다. 현재 XDR 구축 지침에서 패시브 DAC는 주로 다음 두 가지 구체적인 시나리오에 적합한 것으로 제시됩니다.

스위치-서버 연결: 고밀도 컴퓨팅 랙에서 ConnectX SmartNIC가 장착된 AI 서버를 랙 상단 스위치에 직접 연결합니다.

스위치-스위치 연결: 동일한 랙 내부에서 물리적 거리가 매우 짧은 네트워크 장비를 계단식으로 연결하는 데 사용됩니다.

이러한 초단거리 구축 환경에서 패시브 DAC는 다른 인터커넥트 폼 팩터에 비해 시스템 수준에서 두 가지 핵심 이점을 제공합니다.

전력 오버헤드를 줄이는 패시브 링크

이름에서 알 수 있듯이 패시브 DAC에는 광전 변환 부품, DSP 칩 또는 기타 능동 신호 조정 전자 부품이 포함되지 않습니다. 따라서 케이블 자체에는 별도의 전원 공급이 필요하지 않습니다. 능동 신호 처리가 필요한 광 트랜시버나 액티브 전기 케이블과 비교하면, 패시브 DAC는 링크 양 끝단의 능동 신호 처리에 따른 추가 전력 소비를 없애 시스템이 한정된 전력 예산을 GPU 컴퓨팅 자원에 할당할 수 있도록 합니다.

간소화된 링크와 낮은 지연 시간

랙 내부의 단거리 연결에서 패시브 DAC는 광 트랜시버에 필요한 광전 변환 경로와 관련 능동 신호 처리 과정을 생략합니다. 이렇게 간소화된 물리적 링크는 추가적인 신호 처리 및 변환 오버헤드를 줄여, 종단 간 지연 시간과 꼬리 지연 시간에 매우 민감한 AI 학습 클러스터에 실질적인 가치를 제공합니다.

모든 XDR 링크에 DAC를 사용하지 않는 이유

비록 1.6T DAC 는 전력 효율과 링크 단순성 측면에서 이점을 제공하지만, 1.6T 네트워크의 모든 상황에 적용할 수 있는 만능 솔루션은 아닙니다. 고속 인터커넥트 생태계에서는 물리적 거리와 신호 무결성이 본질적으로 상충합니다.

케이블 연결 거리가 늘어날수록 구리선을 통한 224G급 PAM4 전기 신호 전송에서 유전체 손실과 도체 손실이 점점 더 크게 작용합니다. 신호 무결성을 유지하기 위해 패시브 DAC 설계는 일반적으로 도체 굵기, 케이블 구조, 커넥터 설계의 최적화에 의존합니다. 그러나 더 굵은 전선(더 낮은 AWG)을 채택하면 필연적으로 케이블이 두꺼워지고 무게가 증가하며 요구되는 최소 굽힘 반경도 커집니다.

따라서 링크 거리가 패시브 DAC의 실용적인 사용 범위를 초과하면 네트워크 아키텍처는 다른 인터커넥트 방식으로 전환해야 합니다. 랙 내부에서 더 긴 거리를 연결할 때는 선형 액티브 구리 케이블(LACC) 또는 AEC를 사용하며, 랙 간 연결이나 장거리 연결 또는 공간이 제한된 구축 환경에서는 일반적으로 1.6T 광 트랜시버가 더 적합한 선택이 됩니다.

QSFPTEK 1.6T InfiniBand XDR DAC: 200G PAM4 신호 무결성 과제 해결

1.6T 시대에 패시브 DAC의 설계 초점은 기본적인 도체 연결을 훨씬 넘어 엄격한 고속 신호 무결성 제어로 이동했습니다. 200 Gb/s PAM4 신호는 케이블 손실, 임피던스 불연속, 누화에 매우 민감합니다. 구리 케이블의 삽입 손실, 반사 손실 또는 누화가 충분히 제어되지 않으면 수신단의 신호 품질이 저하되어 비트 오류 위험이 높아지고, 궁극적으로 링크 안정성과 클러스터 통신 효율이 저하될 수 있습니다.

QSFPTEK는 1.6T 구축을 위한 고밀도 랙 내부 케이블링을 목표로, 1.6T InfiniBand XDR DAC의 엔지니어링 및 제조 역량을 다음 세 가지 핵심 영역에 집중해 왔습니다.

고속 케이블 구조 및 인터커넥트 가공: 200G PAM4 링크에 최적화된 고속 구리 케이블 구조와 소재에 정밀 종단 처리 기술을 결합하여, 커넥터 전이 구간의 임피던스 연속성을 제어하는 데 설계의 초점을 맞추고 물리 계층에서 고주파 삽입 손실과 반사 손실을 제어하도록 돕습니다.

EMI 및 누화 저감: 고밀도 랙 내부의 복잡한 전자기 환경에 대응하기 위해 최적화된 케이블 차폐 구조와 OSFP 커넥터 셸 설계를 적용합니다. 이를 통해 외부 전자기 간섭 위험을 완화하고 고밀도 적층 시 인접 채널 간 누화 결합을 효과적으로 억제합니다.

플랫폼 상호운용성 검증: 시장에 출시하기 전에 각 세대의 고속 구리 케이블은 대상 InfiniBand 플랫폼(예: 고처리량 스위치 및 차세대 SmartNIC)을 상대로 엄격한 고속 링크 및 상호운용성 테스트를 거칩니다. 이 과정에서는 다양한 길이 조합에서 고속 링크의 안정성을 검증하고, 대상 플랫폼의 구체적인 구성에 따라 순방향 오류 정정 조건에서 링크 상태와 오류율을 확인합니다.

결론

1.6T 시대는 더 이상 단일 인터커넥트 기술이 지배하지 않습니다. 캠퍼스 간 연결과 장거리 연결은 광통신에 크게 의존하지만, 1.6T InfiniBand XDR 패시브 DAC는 여전히 단거리 물리 계층의 핵심 축입니다. 완전한 패시브 아키텍처를 기반으로 전력과 지연 시간의 균형을 맞추는 낮은 복잡도의 인터커넥트 솔루션을 제공합니다. 차세대 AI 데이터 센터를 구축할 때는 실제 거리와 물리적 제약에 맞게 패시브 구리 케이블, 액티브 케이블, 광 트랜시버를 선택하는 것이 링크 성능, 전력 소비, 케이블 배선 공간, 총소유비용 간의 균형을 맞추는 데 필수적입니다.