데이터 센터 연결을 위한 액티브 전기 케이블(AEC)의 기술 개요

고속 데이터 센터에서 AEC 기술의 등장

AI와 고성능 컴퓨팅은 데이터 센터가 더 높은 속도로 운영되도록 계속 압박하고 있으며, 대역폭과 안정성에 대한 부담도 커지고 있습니다. 워크로드 규모가 커질수록 기존 수동형 직접 연결 구리 케이블(DAC)이 속도를 따라가지 못한다는 점이 더 분명해집니다. 짧은 거리에서는 낮은 비용 덕분에 여전히 적합하지만, 데이터 전송 속도가 100 Gbps를 넘거나 거리가 길어지면 신호 손실, 누화, 오류율 증가와 같은 문제가 빠르게 나타나기 시작합니다—특히 AI 클러스터가 간과할 수 없는 문제입니다.

바로 여기에서 액티브 전기 케이블(AEC)이 역할을 합니다. 각 케이블은 커넥터에 내장 전자 장치를 갖추고 있어 신호가 이동하는 동안 이를 조정하고 정제하며 증폭합니다. 이러한 구성은 데이터가 더 적은 오류로 더 멀리 이동하도록 돕고 연결을 안정적으로 유지하여, 데이터 센터가 신호 손실을 걱정하지 않고 랙이나 서버 간 고속 링크를 배치할 수 있는 여유를 더 많이 제공합니다. LightCounting의 전망에 따르면, AI 및 클라우드 데이터 센터의 지속적인 확장에 힘입어 글로벌 AEC 시장은 2024년부터 2028년까지 매년 평균 약 45% 성장할 것으로 예상됩니다.

Active Electrical Cable (AEC)란 무엇입니까?

Active Electrical Cables(AEC)는 HiWire Alliance에서 도입한 고속 구리 상호 연결 표준입니다. HiWire AEC 사양은 일관된 전기적 및 기계적 설계 규칙을 갖추고 있어, 이러한 케이블은 100G, 200G, 400G 및 최대 800G의 데이터 전송 속도에 적합합니다. QSFP56, OSFP, QSFP-DD와 같은 익숙한 형태로 제공되므로 기존 고속 네트워크 장비와 함께 사용하기 쉽습니다.

기존 수동 구리 케이블(DAC)과 달리 AEC는 능동 신호 조절 회로를 구조에 통합합니다. AEC의 통합 이퀄라이저 및 리타이머 칩은 데이터 전송 중 신호 손실과 왜곡을 보정하여 장거리에서도 신호가 안정적으로 유지되도록 합니다. DAC와 AOC 사이에 위치한 이 제품은 구리 케이블의 비용 효율성을 계승하면서 고속 상호 연결의 성능 요구 사항을 충족합니다. 따라서 현대 데이터 센터의 단거리 연결을 위한 효율적이고 에너지 절약적인 선택이 됩니다.

AEC 케이블의 작동 방식

고속 설정에서 Active Electrical Cables(AECs)를 안정적으로 유지하는 것은 전기 신호를 새로 고치고 미세 조정하는 내장 기능으로, 전송 품질을 지속적으로 유지합니다. PAM4 신호 방식을 사용하여 채널당 56G 또는 112G에서 구리를 통해 흐르는 전류는 감쇠와 지터로 인해 약해지거나 왜곡되는 경향이 있으며, 이는 쉽게 데이터 오류를 유발할 수 있습니다. 이를 방지하기 위해 AECs에는 신호가 이동하는 동안 신호를 정리하고 복원하는 리타이머, 이퀄라이저, 순방향 오류 정정(FEC) 회로와 같은 구성 요소가 포함되어 있습니다. 이러한 부품은 전송 중 신호가 선명하고 손상되지 않도록 보장합니다.

신호 흐름 관점에서 보면, 데이터가 스위치나 서버의 전기 인터페이스에서 전송될 때 먼저 전송을 위해 AEC의 구리 배선 구조로 들어갑니다. 신호가 케이블을 통과하면서 누화나 고주파 손실과 같은 간섭에 필연적으로 부딪히게 됩니다. AEC 내부의 액티브 칩은 실시간으로 반응하여 왜곡된 파형을 보정하고 비트 오류를 줄입니다. 클록 데이터 복구(CDR) 기능이 있는 내장 리타이머 칩은 신호의 타이밍을 재정렬하여 지터를 완화하고, 이퀄라이저는 고주파 롤오프를 보상합니다. 그런 다음 온보드 증폭기가 신호 강도를 높여 더 긴 거리에서도 구리 케이블이 깨끗하고 안정적인 전송을 유지할 수 있게 합니다.

AEC 케이블의 주요 장점

향상된 신호 무결성

AEC 케이블에는 리타이머, 이퀄라이저 및 증폭기를 포함한 능동 회로가 통합되어 있으며—전송 중 전기 신호를 동적으로 보정하고 최적화합니다. 이러한 구성 요소들이 함께 지터, 누화 및 신호 왜곡을 줄여 비트 오류율을 낮게 유지하고 성능을 안정적으로 유지합니다, 심지어 400G 또는 800G 속도. 이러한 종류의 실시간 신호 보정을 통해 AEC 케이블은 링크 전체에서 깨끗하고 일관된 전송을 유지하면서 대용량 데이터 부하를 처리할 수 있습니다.

확장된 전송 거리

일반적으로 고속에서 1~3미터만 전송하는 패시브 DAC와 달리, AEC 케이블은 5~7미터에서도 고품질 신호를 유지합니다. 이러한 확장된 도달 거리는 랙 간 또는 중거리 연결에 이상적이며, 비용이 많이 드는 광 모듈 솔루션 없이도 고밀도 데이터 센터 레이아웃에서 유연한 케이블링 공간을 보존합니다.

에너지 효율성 및 비용 이점

AEC는 전기-광 변환 없이 순수 전기 신호 전송을 사용하여 전력 소비를 낮춥니다—일반적으로 포트당 10–12W 미만입니다. 동등한 대역폭의 액티브 광 케이블(AOC)과 비교했을 때, AEC는 전체 비용이 더 낮고 운영 효율성이 더 높습니다. 고성능과 낮은 전력 소비를 모두 중시하는 기업에 경제적인 옵션입니다.

향상된 케이블 관리 유연성

데이터 속도가 증가함에 따라 기존 패시브 DAC 케이블은 더 부피가 커지고 구부리기가 더 복잡해지는 경향이 있어, 혼잡한 랙 사이로 배선하기가 불편합니다. AEC 케이블은 더 가볍고 유연하며, 더 작은 굽힘 반경 덕분에 훨씬 더 쉽게 설치할 수 있습니다. 슬림한 설계는 또한 캐비닛 내부의 공기 흐름을 방해하지 않도록 유지하여, 데이터 센터가 정돈된 상태를 유지하는 동시에 냉각 효율을 개선하고 유지보수를 간소화하는 데 도움이 됩니다.

높은 신뢰성과 확장성

구리 매체의 내구성을 활용하는 AEC는 수명과 안정성 측면에서 광섬유 케이블보다 뛰어나며 유지보수가 덜 필요합니다. 100G부터 800G까지 안정적으로 작동합니다. 최대 1.6T까지 확장 가능한 잠재력을 갖추고 있어, 향후 수년간 AI 클러스터와 고성능 컴퓨팅 시스템의 증가하는 대역폭 및 신뢰성 요구를 완전히 충족합니다.

AEC vs. DAC/ACC: 기술적 차이와 성능 비교

고속 구리 상호 연결은 일반적으로 세 가지 주요 유형으로 나뉩니다: Direct Attach Copper (DAC), 액티브 구리 케이블 (ACC), 및 액티브 전기 케이블 (AEC). 모두 구리를 전송 매체로 사용하지만, 내부 아키텍처와 신호 처리 방식은 크게 달라 전송 성능과 적용 범위에서 뚜렷한 차이가 나타납니다.

AEC와 DAC 비교

패시브 DAC는 증폭 또는 보정 회로 없이 신호가 장치 포트에서 구리 케이블을 통해 직접 이동하는 단순한 구조를 갖추고 있습니다. 이 설계는 저속 또는 짧은 거리에서는 안정적으로 유지되지만, 400G 또는 800G 속도에서는 신호 감쇠와 누화 문제가 급격히 악화됩니다. 일반적으로 DAC의 유효 거리는 2~3미터에 불과합니다. AEC는 전송 중 신호 품질을 복원하고 왜곡을 보정하기 위해 리타이머와 이퀄라이저를 지속적으로 통합합니다. 이러한 능동 회로 덕분에 AEC는 5~7미터 거리에서 낮은 비트 오류율(BER)과 안정적인 고속 통신 성능을 유지하여 고밀도 데이터 센터를 위한 더 신뢰할 수 있는 상호 연결 솔루션을 제공합니다.

AEC와 ACC 비교

Active Copper Cables (ACC)는 능동 케이블로도 간주되며, 대부분 선형 증폭 칩에 의존하여 신호를 강화하는 기본적인 신호 향상 프로세스를 사용합니다. 그러나 이 접근 방식은 노이즈 처리에 어려움이 있어 간섭을 증폭하고 지터를 증가시키는 경우가 많습니다. 반면 Active Electrical Cables (AEC)는 클록 데이터 복구(CDR) 및 이퀄라이제이션 기술을 갖춘 고급 회로를 사용합니다. 이러한 스마트 부품은 신호를 강화 및 조정하고 노이즈를 필터링하는 데 도움이 됩니다. 오류를 줄이고 신호를 개선합니다.

전반적으로 AEC는 성능, 도달 거리, 전력 효율성 및 비용 간의 뛰어난 균형을 달성합니다. 5미터 이상의 거리에서 고속, 저오류 전송을 지원하면서 전력 소비와 구축 비용을 낮게 유지합니다. 이러한 장점으로 인해 AEC는 차세대 데이터 센터의 중거리 고속 상호 연결에 이상적인 솔루션입니다.

고속 AEC의 적용 시나리오

AI 클러스터와 하이퍼스케일 데이터 센터 구축이 가속화됨에 따라, Active Electrical Cable(AEC)은 중·단거리 고속 상호 연결을 위한 핵심 솔루션으로 부상했습니다. 최대 800G의 데이터 속도에서 초저 Bit Error Rate(BER)와 안정적인 성능을 유지할 수 있어, AEC 케이블은 Top-of-Rack(ToR), Mid-of-Rack(MoR), 서버-스위치 연결과 같은 고밀도 상호 연결에 이상적입니다. 고성능 컴퓨팅(HPC) 및 AI 학습 클러스터와 같은 열악한 환경에서 AEC는 전력 효율성과 비용의 균형을 맞추면서 강력한 신호를 제공합니다.

결론

AEC는 더 높은 속도에서 기존 DAC 케이블을 괴롭히는 신호 손실 문제를 해결하여, 광 솔루션의 높은 비용이나 전력 소모 없이 안정적인 성능을 제공합니다. QSFPTEK은 최고의 네트워크 솔루션 제공업체로서 400G 및 800G 속도를 지원하는 AEC 제품 전체 라인업을 제공하여 광범위한 구축 요구를 충족합니다. 이를 통해 기업은 더 높은 속도, 더 낮은 지연 시간, 향상된 신뢰성을 특징으로 하는 차세대 상호 연결 네트워크를 구축할 수 있습니다.