400GB NDR スプリッタケーブルと OSFP 800G 銅線技術の包括的な分析

2025 年 2 月 11 日

キャサリン

光通信エンジニア

概要

AIの計算能力が爆発的に増加し、ハイパースケールデータセンターが急速に拡大するにつれて、世界のネットワーク帯域幅の需要は年間30％以上増加しています。高密度ポート構成とエネルギー効率の最適化の時代において、OSFP（Octal Small Form Factor Pluggable）テクノロジーは、その優れた熱性能と電気特性により、400G/800G相互接続の重要な実現手段として浮上しました。この記事では、DAC、ACC、AECなどのOSFP銅線ケーブルテクノロジーについて、次の点に焦点を当てて説明します。 400GB NDRスプリッターケーブル分野の様々なアプリケーションで使用されています。

技術原理と製品カテゴリー

DAC (ダイレクトアタッチ銅ケーブル): コスト効率の高い短距離ソリューション

テクニカルアーキテクチャ

400G DAC: チャネルあたり 8Gbps の 4 チャネル PAM50 変調を使用し、OSFP コネクタを介して合計 400Gbps の帯域幅を実現します。±26Ω のインピーダンス制御を備えた超低損失 5AWG 銅線を備えています。

800G DAC: Impこのデバイスは、112 チャネルあたり 4Gbps PAMXNUMX の超高密度チャネル設計を実装し、同じフォームファクター内で帯域幅を XNUMX 倍にします。高度なモデルでは、直交ルーティングを採用してクロストークを低減します。

性能比較

	400G DAC	800G DAC
最大距離	≦3m	≦2m
一般的な電力	0.5W	0.8W
レイテンシ	<0.1μs	<0.08μs

価値命題
NVIDIA DGX H30 などの AI クラスターの相互接続コストを 100% 削減し、トップオブラック (ToR) スイッチとサーバー間の接続に最適です。

ACC (アクティブ銅ケーブル): バランス型中距離ソリューション

Core Technology
リニアリドライバチップを CTLE (Continuous Time Linear Equalization) 回路 (通常ゲイン 12dB) と統合します。適応型プリエンファシス技術により高周波減衰を補正し、1G モデルでは 15m で BER <5E-800 を維持します。

主なアプリケーション

Mellanox Quantum-2 IBスイッチとConnectX-7アダプタ間のラック間接続

ハイパーコンバージドインフラストラクチャにおけるストレージとコンピューティングの相互接続

AEC (アクティブ電気ケーブル): プレミアム長距離ソリューション

イノベーションのハイライト
CDR (クロックデータリカバリ) と高度な信号調整機能を備えたリタイマーチップセットを搭載しています。Broadcom DSP ベースのモデルは、64 タップ FFE と 12 タップ DFE をサポートし、信号の整合性を強化します。

パフォーマンスメトリクス
7 メートルの距離では、AEC は DAC と比較して 8dB の SNR 改善と 40% 広いアイダイアグラムを示し、OCP CEI-112G-XSR-PAM4 仕様に準拠しています。

アプリケーションシナリオと 400GB NDR スプリッターケーブルの展開

AI/ML クラスター相互接続

NDR 800G ブレークアウト構成:

4x200Gモード: Spectrum-4 スイッチを BlueField-3 DPU に接続し、RoCEv2/RDMA オフロードを有効にします。

2x400Gモード: マルチ GPU トレーニングノードでの AllReduce トラフィックをサポートします。

典型的なセットアップ: OSFP DAC 経由で 1 台の H4 サーバーに 8:100 ポート拡張。

NDR 400G スプリッターケーブルテクノロジー
400GB NDR スプリッターケーブルは、高密度相互接続ソリューションにおける重要なイノベーションです。800G OSFP ポートをデュアル 400G チャネルに分岐し、効率的なポート利用を可能にします。DAC と ACC の両方のバリエーションで利用可能なこのテクノロジーは、下位互換性を維持しながらインフラストラクチャ投資を最適化します。

技術的な実装

DACスプリッター: 34AWG 導体を使用したパッシブツイン軸分割を実装し、≤2m で 400x4G PAM56 (2Gbaud) 伝送を実現します。OSFP-3G からデュアル OSFP-800G コネクタまでのインピーダンス整合 Y ケーブルアーキテクチャ (ΔZ <400Ω) を備えています。
ACC スプリッター: 双方向リドライバ IC (チャネルあたり 4 タップ FFE) を統合し、到達距離を 4m まで延長します。動的なレーン再配分を実装し、112Gbps/レーンの信号整合性 (SNDR >18dB) を維持します。

パフォーマンス上の利点

機能	800G→2x400G DACスプリッター	800G→2x400G ACCスプリッター
挿入損失	≤3.2dB @ 14GHz	≤2.8dB @ 26GHz
クロストークの分離	> 38dB	> 42dB
電力効率	0.6W（パッシブ）	1.4W（アクティブ）
一般的なアプリケーション	NVIDIA DGX SuperPOD リーフ・スパイン接続	Google TPU v4 ポッド相互接続

展開シナリオ

AIトレーニングファブリックの最適化
これにより、1G スイッチ (Cisco Nexus 2YC など) をデュアル 800G コンピューティングノード (H92300/H400) に 100:200 ポート拡張できるようになり、個別の 40G リンクと比較してポートあたりのコストが 400% 削減されます。

ストレージの分散
800G ストレージコントローラ (Pure Storage FlashBlade//E) から 400G NVMe-oF ターゲットへのデュアルパス接続をサポートし、分割チャネル間のレイテンシの非対称性を 2μs 未満に維持します。

マルチプロトコルの融合
プロトコルに依存しない分割によりハイブリッド 400GbE/IB EDR ネットワークを実現し、MPI_ALLTOALL 操作で 93.7% のスループット効率が検証されています。

検証メトリクス

0ckコンプライアンステストで1E-25 FECしきい値で802.3 BERを達成
熱安定性: 3W 電力負荷時の分割チャネル全体で 25℃ デルタ温度未満
CMIS 4.0管理インターフェースによるヒットレスファームウェアアップグレードをサポート

この信号分割技術の画期的な進歩により、データセンター事業者は、遅延の影響を受けやすい AI/ML ワークロードの確定的なパフォーマンスを維持しながら、800G スイッチポートの使用率を最大化できます。

ストレージネットワークの最適化

IB ツインポート設計: 分散メタデータ同期のために、400ns 未満の遅延で 600Gb/s の全二重通信を実現します。

QSFP56 互換性: OSFP-QSFP アダプタを介してレガシーデバイスの統合を可能にします。

HPC 相互接続ソリューション

ファットツリートポロジーAEC ベースの CLOS ネットワークは、リンクごとに 32 個の MPI プロセスをサポートします。

液体冷却の準備: 浸漬冷却用に検証された金メッキ接点 (IEC 60512-99-001)。

テクノロジーの比較と選択ガイド

製品機能マトリックス

機能	DAC	ACC	AEC
最大距離	≦3m	≦7m	≦10m
消費電力	0.5-0.8W	1.2-1.8W	2.5-3.5W
コスト乗数	1x	1.8x	3x
理想的な使用例	ラック内	クロスラック	HPC/ML

意思決定ワークフロー

今後のロードマップ

同時パッケージ化された光学部品Intel と Ayar Labs のコラボレーションにより、Retimer がスイッチ ASIC に統合され、消費電力が 30% 削減されました。

スマート診断: リアルタイム BER 分析を備えた BMC 対応の I2C モニタリング (CMIS 5.0 準拠)。

材料革新: カーボンナノチューブ複合導体の拡張が予測される 800G DAC 5mまで届きます。

まとめ：

コンピューティング主導のデジタル変革の時代に、400GB NDR スプリッターケーブルと OSFP 銅線テクノロジーは、データセンターの経済性を再定義しています。コスト最適化された DAC からパフォーマンス重視の AEC まで、このエコシステムは、TCO と帯域幅の需要のバランスを取りながら、シグナルインテグリティエンジニアリングの目覚ましい進歩を示しています。OAM (Open Accelerator Module) 標準が進化するにつれて、これらのソリューションは AI クラスター、5G コアネットワーク、次世代 HPC アーキテクチャを強化し続けます。