FARSINCE による 13 年間にわたる専門的エンジニアリングによるケーブル ソリューション。
DAC ケーブル、AEC ケーブル、AOC ケーブル、ACC ケーブルの比較: 適切な 400G および 800G データ センター ケーブルを選択するにはどうすればよいでしょうか?
現代のネットワークが100Gから400G、さらには800Gイーサネットへと移行するにつれ、エンジニアはラック内およびラック間の短距離相互接続アーキテクチャを再設計している。高速データセンターケーブルは、ネットワークインフラストラクチャの重要な構成要素となっている。
10年前は、パッシブ銅ケーブルがラック接続の問題の大部分を解決していました。しかし今日では、112G PAM4信号方式の登場により、銅線チャネルは物理的な限界に非常に近い状態で動作しています。
ネットワーク設計者は現在、短距離高速接続に関して4つの主要な選択肢を持っている。
- DAC（ダイレクトアタッチ銅線）
- ACC（リドライバー付きアクティブ銅ケーブル）
- AEC（リタイマー付きアクティブ電気ケーブル）
- AOC（アクティブ光ケーブル）
それぞれの技術は、信号の完全性、ケーブルの到達距離、ラックの密度、および総所有コストに関連する異なる課題に対応しています。
このガイドでは、これらのデータセンターケーブルの仕組みと、最新の400Gおよび800Gデータセンターネットワークに最適なソリューションを選択する方法について説明します。
DAC、ACC、AEC、AOCの違いは何ですか？
これらのケーブルの種類における主な違いは、信号の完全性と伝送距離をどのように扱うかという点にある。
| ケーブルの種類 | 信号処理 | 標準的な距離 | 力 | 料金 |
| DAC | なし（受動態） | ≤3m | 最低 | 最低 |
| ACC | リドライバーイコライゼーション | ≤5m | 低い | 低い |
| AEC | リタイマー＋クロックリカバリ | ≤7m | 中くらい | 中くらい |
| AOC | 光変換 | 10～100メートル | 最高 | 最高 |
もっと簡単に言うと：
- DACは完全に銅チャネルに依存している。
- ACCは信号をわずかに増幅します。
- AECは信号を再生し、タイミングを調整します。
- AOCは信号を光に変換する。
適切なデータセンターケーブルの選定は、主に伝送距離の要件と利用可能な信号マージンによって決まります。
400Gおよび800Gネットワークがケーブル選定をより困難にする理由
最新のイーサネットネットワークは、より高い帯域幅を実現するためにPAM4変調方式を採用している。
例：
- 400Gイーサネット → 4 × 112G PAM4チャネル
- 800Gイーサネット → 8×112Gレーンまたは4×224Gレーン
PAM4は、従来のNRZ信号方式と比較して大幅に高いスループットを実現します。しかし、同時に400Gケーブルや高速データセンターケーブルにとって新たな課題も生じさせます。
- 挿入損失に対する感度が高い
- より小さな目の図
- ジッター感度の向上
- 信号マージンの縮小
これらの要因により、現代のデータセンターのケーブル設計において、ケーブルの品質と信号調整はこれまで以上に重要になっている。
直接接続銅線（DAC）：シンプルでコスト効率が良い
DACケーブルは、高速データセンター用ケーブルの中で最もシンプルな形態です。アクティブな電子回路を一切含まない、受動的な銅線で構成されています。
信号品質は、ケーブルの物理的な構造に完全に依存します。
- 銅導体のサイズ
- 断熱材および遮蔽材
- ケーブルの長さ
アクティブコンポーネントがないため、DACケーブルには2つの大きな利点があります。
- 港湾あたりの最低コスト
- 最低消費電力
400G DACケーブルの長さ制限
現代の400G展開においては、パッシブ銅ケーブルは短距離での使用に限定されることが多い。
一般的な実用範囲：
- 1～2メートル → 安定
- 2～3メートル → 限界に近い
- 3メートル→信号マージンは急速に減少する
高速通信時における信号の完全性を維持するため、メーカーは導体の直径を大きくしている。
例：
| ケーブルの種類 | 標準的な外径 |
| 100G DAC | 約6～7mm |
| 400G DAC | 約10～11mm |
太いケーブルは、高密度ラックにおいて以下のような課題を引き起こす可能性があります。
- 空気の流れが減少
- より狭い曲げ半径
- ケーブル管理が難しい
DACケーブルはどのような場合にデータセンターケーブルとして最適ですか？
DACは通常、次のような場合に最適な選択肢となります。
- 接続距離は2メートル未満です
- 接続は単一のラック内に留まる
- 港湾ごとのコストは極めて重要である
- 消費電力は極めて低くなければならない
サーバーとトップオブラック・スイッチ間の短距離接続においては、DACケーブルは依然としてデータセンターで最も広く使用されているケーブルの一つである。
アクティブ銅ケーブル（ACC）：銅線の到達距離を延長する
アクティブ銅ケーブル（ACC）は、限定的な信号調整機能しか提供しません。
ACCは、銅チャネルにおける高周波損失を補償するリニアリドライバチップを内蔵しています。
リドライバーは以下の処理を実行します。
- 信号増幅
- イコライゼーション
- チャネル補償
しかし、信号を完全に復元するわけではありません。以下のものはありません。
- 時計の復旧
- タイミング調整
- 完全な信号再生
ACC距離測定機能
実際には、ACCは受動的な銅ケーブルの伝送距離を延長することができる。
400Gケーブルの一般的な範囲：
- 3～5メートル
これにより、ACCは、リンクがパッシブ銅線の制限を超えるものの、完全な信号再タイミングを必要としない場合に役立ちます。
AEC（アクティブ電気ケーブル）：タイミング調整済み銅製インターコネクト
AECケーブルは、より高度なアクティブ銅構造を採用しています。
リドライバーの代わりに、AECは以下を統合します。
- リタイマー
- クロックデータ復旧（CDR）
これにより、信号はケーブルから出る前に完全に再生される。
主な利点は以下のとおりです。
- 時計のタイミングが復元されました
- 改良された眼球図
- 安定したビット誤り率（BER）
AECケーブル距離
AECケーブルは通常、以下の機能をサポートしています。
- 400Gで約7メートル
これにより、AECは同一列内での構造化されたラック間接続に非常に適しています。
AECは、数百ものGPUノードを短距離で接続する必要があるAIクラスターや高密度コンピューティング環境でますます利用されるようになっている。
AOC（アクティブ光ケーブル）：光データセンター用ケーブル
AOCケーブルは、電気信号を光信号に変換します。
ケーブルの両端には、電気信号を光信号に変換する光トランシーバーが内蔵されている。
光通信は銅線ではなく光ファイバーを通して信号が伝送されるため、多くの電気的な制約を回避できる。
標準的な到達範囲：
- 10～100メートル
AOCケーブルの利点
AOCは、長距離データセンターケーブルにおいて、以下のようないくつかの利点を提供します。
- より長い伝送距離
- 軽量で柔軟なケーブル
- 電磁干渉に対する耐性
- 高密度環境におけるルーティングが容易になる
AOCの限界
光学的な解決策にもトレードオフが伴う。
- コストが高い
- 消費電力が高い
- 光モジュールのライフサイクル制限
光モジュールが故障した場合、ケーブルアセンブリ全体を交換する必要があります。
約7～10メートルを超える距離では、AOCケーブルなどの光ファイバーリンクが好ましいソリューションとなる。
AIデータセンターに最適なケーブルの種類は？
大規模なAIデータセンターは、新たなインフラ上の課題をもたらす。
従来のクラウドワークロードと比較して、AIクラスターには以下の要件があります。
- 極めて高い港湾密度
- 東西方向の交通量が膨大
- ぎっしり詰まった棚
- 多数の短絡
ケーブルの直径と空気の流れがますます重要になってくる。
多くの現代のAI導入事例では、
- DACは極めて短い接続に使用されます
- AECは、構造化された短距離リンクに適しています。
- AOCは、より長いラック間接続に使用されます。
実用的な400Gケーブル選定ガイド
以下のガイドラインは、ほとんどの400Gデータセンターネットワークに適用されます。
| 距離 | 推奨ケーブル |
| ≤2m | DAC |
| 2～5m | ACCまたはAEC |
| 5～7m | AEC |
| 10メートル | AOC |
実際の選定においては、以下の点も考慮する必要があります。
- ラック密度
- 空気の流れの制限
- 電力予算
- 長期的な運用コスト
よくある質問：AECとDACの違い、その他データセンターケーブルに関する質問
AECケーブルとDACケーブルの違いは何ですか？
DACケーブルはパッシブケーブルであり、完全に銅線チャネルに依存しています。AECケーブルには、信号を再生するリタイマーチップが内蔵されており、伝送距離の延長と信号の忠実度の向上を実現しています。
AECはDACよりも優れているのか？
必ずしもそうとは限りません。DACケーブルは安価で消費電力も少ない一方、AECケーブルは信号の忠実度が高く、伝送距離も長くなります。
400G DACケーブルの最大長はどれくらいですか？
最新の400G DACケーブルのほとんどは、銅線チャネルにおける信号損失のため、約3メートルまでしか使用できない。
AECケーブルの人気が高まっているのはなぜですか？
AECケーブルは、銅ケーブルのコストと信号品質の最適なバランスを実現しており、AIデータセンターにおける短距離高速接続に最適です。
データセンターケーブルに関する最終的な考察
あらゆる状況で最適な性能を発揮する単一のケーブル技術は存在しない。
データセンターケーブルの種類ごとに、それぞれ異なる物理的な制約を解決する。
- DACは、極めて短い接続距離において最も低コストなソリューションを提供します。
- ACCは銅線の到達範囲をわずかに拡大します。
- AECは、構造化された短距離リンクにおける信号の完全性を向上させます。
- AOCは光伝送を用いてより長距離の接続を可能にする。
400Gおよび800Gネットワークの拡大に伴い、アクティブ信号調整はますます重要な役割を果たすようになるだろう。
各ケーブルタイプの長所と短所を理解することで、エンジニアは性能、密度、コストのバランスが取れたデータセンターネットワークを設計できるようになります。
適切なデータセンター用ケーブルの選び方でお困りですか？
最新の400Gおよび800Gネットワークを設計するには、距離、信号品質、消費電力、および展開密度をバランスよく考慮する必要があります。アーキテクチャがDAC、ACC、AEC、またはAOCケーブルのいずれに依存しているかにかかわらず、適切な相互接続を選択することで、パフォーマンスと拡張性に大きな影響を与える可能性があります。
Farsinceは、AIクラスター、ハイパースケールインフラストラクチャ、およびエンタープライズネットワーク向けに、高速データセンターケーブルソリューションを幅広く提供しています。
著者
フランク・ヤン
創業者 | Farsince Connectivity Solutions
フランク・ヤンはFarsinceの創設者であり、ケーブルおよび接続業界で13年以上の経験を持ち、データセンター、産業、ネットワーク接続ソリューションに関して世界中の顧客と緊密に連携してきました。