フォーム ファクタの比較: QSFP-DD と QSFP28 – 違いを理解する – LightOptics®

情報交換の急速に変化する世界では、ネットワークが最高のパフォーマンスを発揮するには、適切なトランシーバー フォーム ファクターを選択することが非常に重要です。この記事では、28 つの主要なフォーム ファクターである QSFP-DD (Quad Small Form-factor Pluggable Double Density) と QSFP28 (Quad Small Form-factor Pluggable XNUMX) を分析します。これらの仕様、機能、およびアプリケーション領域を調べることで、読者はこれらのテクノロジーをより深く理解できるだけでなく、それらの違いや、それが現代のネットワーク ソリューションにどのような意味を持つかを理解できるようになります。光接続を扱うネットワーク エンジニアまたは調達スペシャリスト、またはこのトピックに関心がある人であれば、この比較を読んだ後、インフラストラクチャ プロジェクトに関する決定が十分に根拠のあるものとみなされるのに十分な知識が得られるはずです。

QSFP-DD とは何ですか? QSFP とどう違うのですか?

QSFP-DD の概要

QSFP-DD（Quad Small Form-factor Pluggable Double Density）は、帯域幅容量を増やし、データセンターや高性能コンピューティング環境のニーズを満たす次世代トランシーバーフォームファクターです。このデバイスは、既存のQSFPインフラストラクチャとの互換性を維持しながら、前身のQSFP400の電気および光インターフェイスを28倍にすることで、XNUMX Gbps標準で動作します。他のフォームファクターよりもフットプリントが大きいこのタイプは、より多くのレーンをサポートできるため、より高いデータレートを実現できます。そのため、エンタープライズネットワーキングや電気通信などのクラウドコンピューティングアプリケーションに最適です。これらのアプリケーションでは、最新のネットワーキングソリューションが継続的な接続性と拡張性を確保するために、長距離または短距離のデータ伝送機能が求められます。

従来のQSFPモジュールとの比較

これら 400 つのタイプを比較すると、いくつかの顕著な違いがあります。まず、この新しいモデルでは密度が 50 倍になっているため、100 レーンあたり 25 Gbps の XNUMX レーンを使用して最大 XNUMX Gbps をサポートできます。一方、標準モジュールは、各 XNUMX Gbps で動作する XNUMX レーンを使用して最大 XNUMX Gbps です。また、下位互換性もここで重要な役割を果たします。これは、今日のネットワークで使用されているものなどの古いバージョンと同じ寸法を共有しているため、接続時に物理的な変更を加えることなく簡単に対応できるからです。さらに、これらのデバイスが適切に動作するように、特にスペースが限られているが、機能性を損なわないように電力レベルを十分に高く維持する必要がある人口密度の高いデータ センター内に配置された場合に、加熱の改善も行われました。したがって、一般的に言えば、現在のインターネット アーキテクチャ内のさまざまな機器のポイント オブ プレゼンス間の通信リンクを拡張する容量に対する需要の増加を満たすこととは別に、従来の QSFP モジュールと比較して QSFPDD をユニークにするもう XNUMX つの点は、柔軟性と互換性の利点が実現されていることです。

QSFP-DDの主な利点

• 帯域幅の拡大: 最大400Gbpsをサポート 400G QSFP-DD従来の QSFP モジュールの 2 倍の容量です。
• 下位互換性： 既存の QSFP インフラストラクチャ内でシームレスに動作するため、過去に行った投資が保護されます。
• 高密度: それぞれ 50 Gbps の定格を持つ XNUMX つのレーンにより、このデバイス タイプは他のどのタイプよりも高いデータ伝送密度を提供できます。
• 優れた熱管理能力: 高性能コンピューティング センターでは、より高いレベルの電力が必要であり、これはこれらのモジュールに組み込まれた改良された冷却システムによってのみサポートされます。
• 柔軟性: ネットワークでのニーズに応じて、短距離アプリケーションにも長距離アプリケーションにも使用できるように設計されています。

QSFP28 フォーム ファクターと QSFP-DD フォーム ファクターの比較

QSFP28 フォームファクタの定義

最大 100 Gbps のデータ レート向けに設計された高密度 28 チャネル光トランシーバーは、QSFP25 フォーム ファクターとして知られています。この速度は XNUMX つの XNUMX Gbps レーンを使用して達成されるため、データ センターや高性能コンピューティング環境など、多くの帯域幅を必要とするアプリケーションに最適です。以前のバージョンとの下位互換性があるため、高速ネットワーク用の OSFP コネクタに比べてサイズがコンパクトでありながら、既存のシステムに簡単に統合できます。さらに、堅牢な熱管理機能が設計の一部であるため、さまざまな環境条件下での信頼性が確保されます。さらに、この柔軟性により、特定の展開シナリオに最適なものに応じて、銅ケーブル オプションと光ファイバーの両方に使用できます。

QSFP-DD: 新世代のフォームファクタ

QSFP-DD (Quad Small Form-factor Pluggable Double Density) トランシーバーは、時間の経過とともにこの分野で高まる需要に応えて、より高いデータ レートとより優れたネットワーク効率を実現するために特別に設計された QSFP28 の進化形です。最大 400Gbps の伝送を実現するために、以前の XNUMX つのチャネルではなく XNUMX つのチャネルがあり、レーン密度が XNUMX 倍になっています。レーン密度は各チャネルで個別に使用することも、必要に応じてまとめて使用することもできます。これにより、異なる容量のネットワークを設計する際の柔軟性が向上します。また、現在のシステムで使用されている他のインターフェイスと下位互換性があるため、ここでも追加の変更を行う必要はありません。さらに、これらのデバイスは、パフォーマンス レベルに影響を与えることなく、高電力アプリケーションの強化された熱管理要件を考慮して作られているため、非常に便利です。さらに、モジュラー アプローチを採用しているため、独自のデータ センターの構築を検討している中小企業から、膨大な量の情報を保存するプライベート クラウドを実装する大企業まで、さまざまなタイプのネットワーク ニーズをサポートできます。

サイズと互換性に関する考慮事項

QSFP-DD トランシーバーを導入する場合、物理的なサイズだけでなく、既存のインフラストラクチャに関連する互換性の問題も考慮する必要があります。QSFP-DD のサイズは QSFP28 のサイズとほぼ同じであるため、設計面で大きな変更を加えることなく、現在のほとんどのネットワーク デバイスに簡単に適合します。ただし、オペレーターは、ネットワーク機器が 400Gbps の動作によってもたらされる追加の電力と冷却の要件をサポートできることを確認し、この部分での障害を回避する必要があります。さらに、特にチャネル構成とともにより高いデータ レートに対応するためにファームウェアまたはハードウェアの調整が行われている場合は、機能の遅れもレガシー システムに対して確認する必要があります。

パフォーマンス: データレートにおける QSFP-DD と QSFP28 の比較

QSFP-DD のデータレート機能

メーカーによると、QSFP-DD トランシーバーは最大 400 Gbps のデータ レートをサポートできます。これは、28 Gbps に制限されていた前身の QSFP100 のサポート レートの 200 倍です。この改善は、帯域幅の効率を高めるために 100 つのチャネルではなく 28 つのチャネルを使用して行われます。このテクノロジのもう XNUMX つの特徴は、XNUMX GBps や XNUMX Gbps などのさらに低い構成など、さまざまな構成が可能なため、QSFPXNUMX との互換性を保ちながら、さまざまなネットワーク ニーズに対応できることです。

QSFP28のデータレート機能

基本的には、 QSFP28トランシーバー 100 つのチャネルを通じて最大 25 ギガビット/秒 (Gbps) を処理するように設計されており、各チャネルの伝送容量は最大 XNUMX Gbps です。これらのデバイスは、大量の情報を短時間で異なるポイント間で交換する必要がある高速データ センターやエンタープライズ ネットワーク内での使用に特化して構築されています。ただし、スループットの点では現在の需要を満たすことができますが、QSFPDD などの次世代規格が提供するものと比較すると拡張性に疑問が残り、より広い帯域幅を必要とする環境での使用が制限されています。

データセンターへの影響

QPSF28 から 400G QSPFDD への移行の主な目的は、同時伝送ビット数の増加 (つまり、スループットの向上) により、データセンター全体のパフォーマンス レベルを向上させることです。言い換えれば、このようなアップグレードにより、大量のデータを処理できるだけでなく、より効率的に保存することも可能になります。これは、クラウド コンピューティングとビッグ データ分析を組み合わせた現在のトレンドを考慮すると不可欠です。さらに、これらのテクノロジを採用すると、通常、ギガビットあたりの消費電力が削減され、ネットワーク設計および実装プロセスに関与するさまざまなセクターでエネルギー利用が最適化されます。ただし、すべてがうまく連携するように、下位互換性の問題と、統合段階で発生する可能性のあるインフラストラクチャの変更の両方を考慮する必要があります。

消費電力の比較: QSFP-DD と QSFP28

QSFP28 モジュールの電力効率

具体的な設計と作業負荷に応じて、QSFP28 モジュールの消費電力は通常、モジュールあたり 3.5 ～ 4.5 ワットです。この効率は、最小限のエネルギー コストでパフォーマンスを最大化したいデータ センターにとって重要です。ギガビットあたり約 0.035 ～ 0.045 ワットで、以前の標準よりも優れた電力対データ レート比を実現しますが、消費電力を抑えながらより高いパフォーマンスが求められる高スループット シナリオ向けに設計された 400G QSFP-DD モジュールよりも効率は劣ります。したがって、現在のニーズには十分ですが、より高いスケーリング能力とより高い効率を目指す設計では、400G QSFP-DD テクノロジへの移行を検討する必要があります。

QSFP-DD モジュールの電力効率

より高速なデータ レートを処理できるということは、より高い電力要件を伴うことを意味します。したがって、これらのデバイスがそれぞれ 4.0 ～ 6.0 ワットを消費するのは驚くことではありません。これは、このタイプの製品カテゴリでサポートされている機能レベルを反映しているだけです。消費ワット数と転送情報フロー レートの比率は約 0.03 ～ 0.06 W/Gbps であり、これは以前のバージョン (QSFP28) と比べて大幅に改善されています。これは、より少ないエネルギーでより多くの作業が実行されることを意味します。そのため、センターはコストを節約しながら、施設全体でスムーズな運用を維持できます。より広い帯域幅と容易なスケーラビリティが必要な状況では、QSFPDD を採用すると、トラフィック量の増加に対する電力使用量を削減できます。

電力使用による運用コストへの影響

電気の消費によってもたらされる影響は、あらゆる組織環境における業務の遂行方法に広範囲に影響を及ぼします。特に、データ センター施設のように大量のデータを扱う組織では、昼夜を問わず同時に多数のサーバーが稼働しているため、大量の電気エネルギーが消費されます。これらすべての事実を考慮すると、この記述は真実であると言えます。電気の使用量が増えるほど、運用コストが高くなります。したがって、使用していない照明を消したり、省エネ機器を採用したりするなど、電力が効率的に使用されるように適切なメカニズムを導入する必要があります。また、このような施設内の温度管理に関しては、過剰使用により過熱につながる可能性があるため、最適なレベルに保つために追加の冷却システムが必要になるため、qsfpdd と qsf p56 を比較するとコストがさらに増加し​​ます。そのため、組織にとって、何も妥協することなく大量のデータを高速で送信するのに適したエネルギー効率の高い技術を採用することが重要であり、これは上記のようなデバイスを購入した場合にのみ実現できます。

一般的に、トラフィック量の多いセンターでは、電力使用量を節約できるだけでなく、伝送速度が速くなるため全体的な運用効率も向上するため、QSFPDD モジュールを選択する必要があります。

光モジュール: 互換性と接続性を知る

QSFP28 光モジュールの互換性

これらのモジュールは、QSFP+ などの以前の QSFP システムに組み込むために、下位互換性を考慮して設計されています。802.3G イーサネットの IEEE 100bm 標準に準拠しており、100GBASE-SR4 や 100GBASE-LR4 などのさまざまなプロトコルで動作できるため、光伝送の柔軟性が高まります。QSFP28 モジュールを選択するときは、ネットワークのパフォーマンスと信頼性を最適化するために、特定のトランシーバー タイプ、スロット構成、データ レートと互換性があることを確認してください。

QSFP-DDモジュールとの統合

QSFP-DD モジュールを既存のネットワーク環境に統合する前に、現在のハードウェアおよび配線システムと互換性があるかどうかを評価する必要があります。さらに、使用するスイッチとルーターは、より高いデータ レートと、200G および 400G イーサネットを含む QSFP-DD 関連プロトコルをサポートする必要があります。新しいシステムと従来のシステムの両方に対応できるように設計されているため、このモジュールはアップグレード時にインフラストラクチャをあまり変更せずに使用できるため、アップグレードのパスが合理化されます。それとは別に、インフラストラクチャが 100G QSFP28 または 400G QSFP-DD モジュールのいずれかを使用する統合プロセス中の運用効率も、ネットワーク デバイスで適切なファームウェア更新が行われるようにすることで向上できます。

下位互換性と将来性

ネットワーク モジュールの設計には、新しいモデルが古いインフラストラクチャと連携して動作できるように、下位互換性が必要です。たとえば、この種の下位互換性機能を備えていると、レガシー システム内に導入されている場合でも、以前のモデルで使用されていたものと同じ標準 (QSFP+) が維持されるため、ハードウェアを完全にオーバーホールする必要はありません。これにより、コストが削減されるだけでなく、機器をアップグレードするときに発生するダウンタイムも短縮されます。これは、すべてを一度に交換する必要はなく、より多くの資金が利用可能になったときに時間をかけて徐々に交換する必要があるためです。 このアプローチにより、現在のプロトコル スタックを遵守することで、より高速なへの移行がスムーズに行われるため、急速な陳腐化に対して将来性が確保されると同時に、現在のプロトコル スタックを遵守することで、より高速なへの移行がスムーズに行われ、急速な陳腐化に対して将来性が確保されると同時に、互換性のあるソリューションを選択することで、組織は投資が時代遅れになるのを防ぎ、また、そのようなプラットフォームのスケーラビリティが容易になるにつれて、データ伝送機能の成長に対してより有利な立場に立つことができます。

QSFP-DD と QSFP56 の機能と使用方法を理解する

QSFP-DDモジュールの使用例

QSFP-DD モジュールの主な使用例は、高密度と高帯域幅が求められるデータ センターです。これらのモジュールは、リソースを効率的に利用して最大 400 Gbps の高速情報転送を必要とするアプリケーションの中でも、クラウド コンピューティング、仮想化、データ分析に役立ちます。また、相互接続サーバーを介して大規模なデータセットを高速処理する必要があるハイパフォーマンス コンピューティング (HPC) 環境でも使用されています。さらに、通信会社はバックボーン接続にこれらのモジュールを導入し、ネットワーク スループットを向上させながら常に回復力を確保しています。これらのモジュールは柔軟性が高く、既存のシステムへのシームレスな統合が可能で、組織は現在だけでなく将来の伝送要件にも対応できます。

QSFP56を選択する場合

QSFP56 組織が 200 Gbps のデータ レートを必要としながら、56 ドルあたりのパフォーマンスも重視している場合、またはより高い仕様を求めて QSFPXNUMX と QSFP-DD を比較する場合に検討する必要があります。これは、QSFPDD モジュールによって提供される全容量を必ずしも必要としない、非常に高い帯域幅需要がある領域向けに設計されています。さらに、このタイプのトランシーバーは、インフラストラクチャをあまり変更せずに簡単にアップグレードできるため、特に中密度の DC (データ センター) でコスト効率が高く、QSFP+ オプティクスを使用するレガシー システムがすでにインストールされている場所に適しています。エンタープライズ ネットワークに適用できることに加えて、大量のデータを安価かつ効率的に処理する必要がある AI/ML 関連の分野にもその使用範囲が広がる可能性があります。

ネットワークソリューションにおけるQSFPDDとQSFP56の組み合わせ

これら 2 つのタイプを 1 つのシステム設計に組み込むことで、企業は最大限のパフォーマンス最適化を実現すると同時に、予算内でコストを効果的に管理できます。たとえば、大量のトラフィックを処理することが予想されるコア スイッチやその他のデバイスを使用し、QSA アダプターを使用して多数のホストを接続し、そのようなデバイスをエッジの周りに展開すると、どちらかのタイプだけを扱う場合とは異なり、オーバープロビジョニングなしでより優れた帯域幅を提供できるため、最適に機能します。このようにして、企業はネットワークをより適切に拡張しながら、将来の技術進歩があっても、インフラストラクチャの中断をあまり起こさずに、各部分がその動作に必要な十分なリソースを確保できるようになります。

参照ソース

小型フォームファクタ プラガブル

光ファイバ

トランシーバ

よくある質問（FAQ）

Q: QSFP28 と QSFP-DD の最大の違いは何ですか?

A: QSFP28 と QSFP-DD の違いは、データ レートとレーン構成です。QSFP25 では、100 Gbps のレーンが 28 つあり、最大 50 Gbps のデータ レートをサポートします。一方、QSFP-DD では、400 Gbps のレーンが XNUMX つあり、最大 XNUMX Gbps をサポートするため、より高帯域幅のアプリケーションに適しています。

Q: OSFP のフォーム ファクターは QSFP-DD と同じですか?

A: いいえ、OSFP は QSFP-DD とはフォーム ファクターが異なりますが、どちらも 400 Gbps のデータ レートをサポートするように設計されています。他の QSFP フォーム ファクターとの下位互換性はありますが、モジュール サイズが大きいため、OSFP は QSFP システムとの下位互換性がありません。

Q: QSFP56 と QFSP-DD の主な違いは何ですか?

A: Quad Small Form Factor Pluggable Double Density (QSFP-DD) トランシーバー モジュールでは、最大 400Gbps をサポートする 50 つのレーンが使用され、各レーンは 56 Gbp で動作します。一方、Quad Small Form-Factor Pluggable (QSFP50) では、リピーターやアンプが必要になるまで、約 XNUMX メートルの距離で XNUMX Gbp の速度で実行できるレーンは XNUMX つだけです。レーン数とサポートされる最大データ レートが、これらの主な違いです。

Q: これら 28 つの製品 (QSFPXNUMX と QFSPDD) の間に下位互換性はありますか?

A: はい、これは設計目標の 28 つでした。これにより、ユーザーはインフラストラクチャの他の部分を変更することなく旧世代のトランシーバーを交換できるようになり、可能な場合は新規インストールの費用を節約できます。また、必要に応じて異なるタイプを混在させることができ、すべてが簡単に連携して正常に動作することを知っているため、アップグレードなどを計画する際に選択肢が増えます。確かにそうです。したがって、QFSPXNUMX はそれほど高性能ではありませんが、QFSPDD で使用できます。

Q: OSFP と QSFP-DD のどちらのフォーム ファクタの方が将来性があると言えますか?

A: OSFP と QSFP-DD はどちらも将来の 400G ネットワークに適したオプションですが、QSFP-DD は以前の QSFP フォーム ファクターと下位互換性があるため、シームレスなアップグレードにはより魅力的かもしれません。ただし、サイズが大きいほど熱管理が優れているため、(将来の) アプリケーションでより高いパフォーマンスが必要な場合でも過熱の問題は発生しません。そのため、特定の環境などに応じて、どちらも同等に実行可能な選択肢になります。

Q: QSFP56 トランシーバーはどのような規格に準拠していますか?

A: これらのデバイスは、IEEE802.3bs 規格と、Quad Small Form Factor Pluggable Double Density (QSFP-DD) の Multi-Source Agreement (MSA) に準拠しているため、これら XNUMX つのうちの XNUMX つだけに従うだけでは実現できない帯域幅と電力効率が実現します。また、これらのデバイスは、業界のパフォーマンスと信頼性のガイドラインなどに準拠しながら、さまざまなネットワーク機器タイプ間での相互運用性を確保するために、複数の会社が定めた qsfpdd に準拠しているため、優れています。

Q: QSFP-DD の電気インターフェースは QSFP28 の電気インターフェースとどう違うのですか?

A: QSFPDD モジュールには高度な電気インターフェースが含まれており、qsfp28 の XNUMX レーンとは異なり XNUMX つの同時レーンをサポートしているため、データ スループット能力が実質的に XNUMX 倍になり、より高い帯域幅要件を持つアプリケーションが可能になります。確かにそうです!!

Q: 高データレートを必要とするアプリケーションは QSFP28 でサポートできますか?

A: はい、最大 100 Gbps をサポートできるため、25G、50G、100G イーサネットなどに適していますが、たとえば 200G または 400G イーサネットには OSFP または QFSPDD のいずれかが必要です。ただし、サイズが大きいため熱管理が優れ、将来のシナリオではパフォーマンスが向上する可能性があるため、osfpdd の方が適していると思います。

Q: QSFP-DD にはどのような機械インターフェースの考慮事項がありますか?

A: QSFPDD の機械インターフェースには、現在の QSFP ポートとの互換性を維持しながら、400G 伝送に関連するより高い電力と熱の制約をサポートするように設計された追加の接点列やモジュールの深さの増加などの機能強化が含まれています。

Q: データ センター アプリケーションに QSFP-DD を選択する理由は何ですか?

A: データ センターには、時間の経過とともにアップグレードできる高密度で高性能なソリューションが必要です。ここで QSFP-DD の出番です。QSFP-DD は、IEEE400bs および qsfpdd msa 標準に準拠した最大 802.3 Gbps の速度をサポートし、ユーザーが互換性の問題をまったく抱えることなく既存のシステムを使用できるため、私に言わせれば、これは万能のソリューションです。