Analyse complète des câbles répartiteurs NDR 400 Go et des technologies cuivre OSFP 800G

Introduction

Alors que la puissance de calcul de l'IA explose et que les centres de données hyperscale se développent rapidement, la demande mondiale de bande passante du réseau augmente de plus de 30 % par an. À l'ère des configurations de ports haute densité et de l'optimisation de l'efficacité énergétique, la technologie OSFP (Octal Small Form Factor Pluggable) est devenue un outil essentiel pour les interconnexions 400G/800G, grâce à ses performances thermiques et ses caractéristiques électriques supérieures. Cet article explore les technologies de câbles en cuivre OSFP, notamment DAC, ACC et AEC, en se concentrant sur Câble répartiteur NDR 400 Go applications.

Principes techniques et catégories de produits

DAC (câble en cuivre à connexion directe) : solution économique à courte portée

Architecture technique

• DAC 400G:Utilise une modulation PAM8 à 4 canaux à 50 Gbit/s par canal, atteignant une bande passante totale de 400 Gbit/s via des connecteurs OSFP. Comprend des fils de cuivre 26AWG à très faible perte avec contrôle d'impédance ±5 Ω.

• DAC 800G:ImpCet appareil implémente une conception de canal à densité AAL ou PAM112 4 Gbit/s par canal, doublant la bande passante dans le même facteur de forme. Les modèles avancés utilisent un routage orthogonal pour réduire la diaphonie.

Comparaison

Paramètre	DAC 400G	DAC 800G
Max Distance	≤3m	≤2m
Puissance typique	0.5W	0.8W
Latence	<0.1 μs	<0.08 μs

Proposition de valeur
Réduit les coûts d'interconnexion de 30 % dans les clusters d'IA comme NVIDIA DGX H100, idéal pour les connexions commutateur-serveur Top-of-Rack (ToR).

ACC (câble en cuivre actif) : solution équilibrée à moyenne portée

core Technology
Intègre des puces Redriver linéaires avec des circuits CTLE (Continuous Time Linear Equalization) (gain typique de 12 dB). La technologie de préaccentuation adaptative compense l'atténuation haute fréquence, en maintenant un BER < 1E-15 à 5 m pour les modèles 800G.

Applications clés

Connexions inter-racks entre les commutateurs Mellanox Quantum-2 IB et les adaptateurs ConnectX-7

Interconnexions stockage-calcul dans une infrastructure hyperconvergée

AEC (câble électrique actif) : solution longue portée haut de gamme

Faits saillants de l'innovation
Équipé de chipsets Retimer avec CDR (Clock Data Recovery) et conditionnement avancé du signal. Les modèles basés sur Broadcom DSP prennent en charge le FFE 64-tap et le DFE 12-tap, améliorant ainsi l'intégrité du signal.

Indicateurs de performance
À une distance de 7 m, l'AEC démontre une amélioration du SNR de 8 dB et un diagramme de l'œil 40 % plus large par rapport au DAC, conforme aux spécifications OCP CEI-112G-XSR-PAM4.

Scénarios d'application et déploiement de câbles répartiteurs NDR 400 Go

Interconnexion de clusters IA/ML

Configurations de dérivation NDR 800G:

Mode 4x200G:Connecte les commutateurs Spectrum-4 aux DPU BlueField-3, permettant le déchargement RoCEv2/RDMA.

Mode 2x400G: Prend en charge le trafic AllReduce dans les nœuds de formation multi-GPU.

Configuration typique:Extension de port 1:4 via OSFP DAC vers 8 serveurs H100.

Technologie de câble répartiteur NDR 400G
Le câble répartiteur NDR 400 Go est une innovation essentielle dans les solutions d'interconnexion haute densité. Il divise les ports OSFP 800G en deux canaux 400G, permettant une utilisation efficace des ports. Disponible dans les variantes DAC et ACC, cette technologie optimise les investissements en infrastructure tout en maintenant la compatibilité descendante.

Mise en œuvre technique

• Séparateur DAC: Met en œuvre une séparation axiale passive double avec des conducteurs 34AWG, permettant une transmission PAM2 400x4G (56 Gbauds) sur ≤ 2 m. Comprend une architecture de câble en Y à impédance adaptée (ΔZ < 3 Ω) avec des connecteurs OSFP-800G vers OSFP-400G doubles.
• Répartiteur ACC: Intègre des circuits intégrés Redriver bidirectionnels (FFE à 4 prises par canal) pour étendre la portée jusqu'à 4 m. Implémente une redistribution dynamique des voies pour maintenir l'intégrité du signal 112 Gbit/s/voie (SNDR > 18 dB).

Avantages de performance

Fonctionnalité	Répartiteur DAC 800G→2x400G	Répartiteur ACC 800G→2x400G
Perte d'insertion	≤ 3.2 dB à 14 GHz	≤ 2.8 dB à 26 GHz
Isolation de la diaphonie	> 38dB	> 42dB
Efficacité de l'alimentation	0.6 W (passif)	1.4 W (actif)
Application typique	Connexions feuille-épine NVIDIA DGX SuperPOD	Interconnexions des pods Google TPU v4

Scénarios de déploiement

Optimisation de la structure de formation de l'IA
Il permet une extension de port 1:2 pour les commutateurs 800G (par exemple, Cisco Nexus 92300YC) vers deux nœuds de calcul 400G (H100/H200), réduisant ainsi le coût par port de 40 % par rapport aux liaisons 400G discrètes.

Désagrégation du stockage
Prend en charge la connectivité à double chemin des contrôleurs de stockage 800G (Pure Storage FlashBlade//E) aux cibles NVMe-oF 400G, en maintenant une asymétrie de latence < 2 μs entre les canaux divisés.

Convergence multiprotocole
Permet des réseaux hybrides EDR 400GbE/IB via une répartition indépendante du protocole, validée avec une efficacité de débit de 93.7 % dans les opérations MPI_ALLTOALL.

Métriques de validation

• Atteint 0 BER au seuil 1E-25 FEC dans les tests de conformité 802.3ck
• Stabilité thermique : delta-T < 3 ℃ sur les canaux séparés à une charge de puissance de 25 W
• Prend en charge les mises à niveau du micrologiciel sans interruption via l'interface de gestion CMIS 4.0

Cette avancée technologique dans la répartition du signal permet aux opérateurs de centres de données de maximiser l’utilisation des ports de commutation 800G tout en maintenant des performances déterministes pour les charges de travail AI/ML sensibles à la latence.

Optimisation du réseau de stockage

Conception à deux ports IB: Fournit un duplex intégral de 400 Gb/s avec une latence < 600 ns pour la synchronisation des métadonnées distribuées.

QSFP56 Compatibilité:Permet l'intégration de périphériques hérités via des adaptateurs OSFP vers QSFP.

Solutions d'interconnexion HPC

Topologie du gros arbre:Les réseaux CLOS basés sur AEC prennent en charge 32 processus MPI par liaison.

Préparation au refroidissement liquide:Contacts plaqués or validés pour le refroidissement par immersion (IEC 60512-99-001).

Guide de comparaison et de sélection des technologies

Matrice des caractéristiques du produit

Fonctionnalité	DAC	ACC	AEC
Max Distance	≤3m	≤7m	≤10m
Consommation d'énergie	0.5-0.8W	1.2-1.8W	2.5-3.5W
Multiplicateur de coût	1x	1.8x	3x
Cas d'utilisation idéal	Intra-rack	Crémaillère transversale	HPC/ML

Flux de travail décisionnel

Feuille de route future

Optiques co-packagées:La collaboration Intel-Ayar Labs intègre Retimer dans les ASIC de commutation, réduisant ainsi la consommation d'énergie de 30 %.

Diagnostics intelligents:Surveillance I2C activée par BMC avec analyse BER en temps réel (conforme CMIS 5.0).

Innovation en matière de matériaux::Les conducteurs composites à base de nanotubes de carbone devraient s'étendre DAC 800G atteindre jusqu'à 5 m.

Conclusion

À l’ère de la transformation numérique axée sur le calcul, les câbles répartiteurs NDR 400 Go et les technologies cuivre OSFP redéfinissent l’économie des centres de données. Des DAC optimisés en termes de coûts aux AEC axés sur les performances, cet écosystème démontre des progrès remarquables dans l’ingénierie de l’intégrité du signal tout en équilibrant les exigences en matière de TCO et de bande passante. À mesure que les normes OAM (Open Accelerator Module) évoluent, ces solutions continueront de renforcer les clusters d’IA, les réseaux centraux 5G et les architectures HPC de nouvelle génération.