OSFP DAC とは何ですか? どのように使用しますか?

データセンターや高性能コンピューティング環境では、より高速で信頼性の高い接続が求められる中、OSFP DAC（Octal Small Form-factor Pluggable Direct Attach Copper）ケーブルが高速ネットワークの基盤として登場しました。これらのケーブルは、短距離データ伝送において、優れた帯域幅、低遅延、そして費用対効果の高いソリューションを提供します。この記事では、OSFP DACケーブルとは何か、その主な特徴、他の技術との比較、実用的な用途、そして使用方法に関するステップバイステップのガイダンスについて説明します。ネットワークエンジニアの方でもITプロフェッショナルの方でも、このガイドはOSFP DACがデータセンター接続の未来を形作る理由を理解するのに役立ちます。

OSFP DACケーブルの設計と機能をより深く理解するには、実際に動作している様子を見ることが役立ちます。次のビデオでは、OSFP DACケーブルの詳細を解説し、その物理的特性と高速ネットワーク環境への統合方法を紹介します。

OSFP DACとは何ですか?

OSFP DACケーブルは、データセンター内のスイッチ、ルーター、サーバーなどのネットワークデバイス間の直接接続用に設計された高速銅線ケーブルです。Octal Small Form-factor Pluggable（OSFP）フォームファクタを採用したこれらのケーブルは、最大25Gbpsの伝送速度を持つ400つの差動ペアをサポートし、合計XNUMXGbpsの帯域幅を実現します。光トランシーバーとは異なり、OSFP DACケーブルは銅導体を使用しているため、追加の光コンポーネントが不要で、コスト削減と導入の簡素化を実現します。

より明確な理解を提供するために OSFP DACケーブル次のビデオでは、高速ネットワーク環境での設計と機能を視覚的に紹介しています。

このデモンストレーションでは、OSFP DAC ケーブルの物理構造と現代のデータセンターでの役割に焦点を当て、実際のアプリケーションを理解しやすくします。

これらはデュアルコア銅ケーブルで、信号リターン GND ワイヤが含まれる場合と含まれない場合があります。一部のケーブルでは、信号リターンに GND 導体の代わりに GND に接続されたシールド金属箔を使用します。

OSFP DACケーブルの主な特徴

OSFP DAC ケーブルは、次のような優れた機能を備え、現代のネットワークのニーズを満たすように設計されています。

• 高い帯域幅容量: 25 つのレーンそれぞれが 400 Gbps をサポートする OSFP DAC ケーブルは、最大 XNUMX Gbps を実現し、AI、クラウド コンピューティング、ビッグ データ分析などの帯域幅を集中的に使用するアプリケーションに最適です。
• 短距離効率: 0.5 ～ 2 メートルの距離に最適化されている OSFP DAC ケーブルは、コンパクトなデータ センター環境でのラック内およびラック間接続に最適です。
• 低遅延: 高品質の銅導体と最適化されたケーブル設計により信号損失が最小限に抑えられ、リアルタイム アプリケーションに不可欠な低遅延伝送が保証されます。
• コスト効率: 光トランシーバーが不要になるため、OSFP DAC ケーブルは設備コストと運用コストの両方を削減します。
• 互換性: OSFP ポートに直接接続するように設計されたこれらのケーブルは、NVIDIA ConnectX-7 NIC や主要ブランドのスイッチなど、幅広いネットワーク機器と互換性があります。
• 堅牢な設計: 耐久性のある素材で作られた OSFP DAC ケーブルは、データ センター環境の温度変動や物理的要求に耐えます。

高周波信号の場合、インピーダンスの連続性を維持することが重要です。このパラメータは、導体の材質、ワイヤの直径、ワイヤ間の間隔、絶縁媒体の誘電率によって影響を受けます。

これらの厳しい要件を満たすケーブルを製造するのは困難です。たとえば、発泡すると柔らかくなるテフロンなどのフッ素含有絶縁材は、使用中に構造変形を引き起こし、インピーダンスの変化や信号の歪みにつながる可能性があります。

さらに、バランス特性については、絶縁媒体充填物の硬度レベルの違いを考慮する必要があります。信号の波動速度は誘電率と相関関係があり、差動信号の誘電率の不均衡は遅延によるコモンモードノイズにつながり、信号品質を低下させる可能性があります。

高周波信号ケーブルは製造が難しく、これらのケーブルを組み立てる際には、はんだ接合部のインピーダンス不整合、ワイヤ端子のテール効果なども考慮する必要があります。

これは、光モジュールでよく見られる OSFP ハウジングを備えた FiberMall DAC の例です。

内部的には、DAC はシンプルで、電子チップはわずかです。まず、外殻と内部の PCB ホットスワップ ゴールデン フィンガー、およびケーブルのはんだ付けポイントを検査します。

OSFP DACとAOCケーブルの比較

OSFP DAC とアクティブ光ケーブル (AOC) のどちらを選択するかは、いくつかの要素を考慮して決めます。

• コスト: OSFP DACケーブルは、 AOCケーブルアクティブな光コンポーネントを必要としないため、短距離接続では予算に優しい選択肢となります。
• 消費電力: OSFP DAC ケーブル、特にパッシブ モデルは、アクティブ コンポーネントに電力 (約 440mW) を必要とする AOC と比較して、ほぼゼロの電力を消費します。
• 距離: OSFP DAC ケーブルは短距離 (0.5 ～ 2 メートル) に最適ですが、AOC は長距離 (最大 100 メートル) をサポートしているため、大規模なデータ センターのレイアウトに適しています。
• 使用例: OSFP DAC はラック内接続などの高密度、短距離環境に優れていますが、AOC はラック間またはデータセンター間のリンクに適しています。

OSFP DACケーブルとAOCケーブルの違いは、実際のデモンストレーションを通してより深く理解できます。以下のビデオでは、これらの技術の実際の動作を解説し、高速データセンター環境における実用的なアプリケーションとパフォーマンス特性に焦点を当てています。

この視覚的な比較は、ネットワークのニーズに応じて AOC ではなく OSFP DAC を選択する必要がある場合を明確にするのに役立ちます。

寄生パラメータ L、C、R による共振を避けるため、PCB のはんだ接合部はできるだけ小さくする必要があります。FiberMall は表面実装パッドを使用して、組み立て後の信号の整合性を確保します。

さらに、PCB にはケーブル クランプが含まれています。クランプと PCB は従来の方法ではんだ付けされ、ケーブルとクランプは歪みを防ぐためにレーザー溶接を使用して接合されます。

PCB の上面には 8 対の差動ケーブル クランプがあり、下面にもさらに 8 対あります。

OSFP DACケーブルの技術仕様

OSFP DAC ケーブルの機能を十分に理解するには、その技術仕様を理解することが不可欠です。

• データ レート: PAM400 変調を使用して最大 8 Gbps (25 レーン x 4 Gbps) をサポートし、次世代ネットワーク向けに新しい 800G ツイン ポート構成も利用可能になります。
• ケーブル長: 通常は 0.5 ～ 7 メートルの範囲ですが、パッシブ DAC は短距離 (0.5 ～ 2 メートル) に最適化されており、アクティブ銅ケーブル (ACC) は最長 7 メートルまで延長されます。
• コネクタ タイプ: OSFP から OSFP または OSFP から QSFP-DD の構成。熱管理を強化するフラット トップまたはフィン トップ設計。
• インピーダンス制御: インピーダンスの連続性を維持し、信号の歪みを最小限に抑え、信頼性の高い高周波パフォーマンスを確保するように設計されています。
• 標準準拠: SFF-8431 や IEEE 802.3bs などの業界標準に準拠し、主要なネットワーク機器ブランドとの相互運用性を保証します。

ケーブルクランプを分解すると、内部構造から信号線端子が現れます。

後端には、ワイヤコアを固定するための 2 つの U 字型スロットがあり、2 つの金属片をプレスしてレーザー溶接することで固定されます。

さらに、GND 接続には金属片が使用され、前端は PCB に半田付けされ、後端はケーブルのシールド層と弾性接触するスプリング片が使用され、完全な信号戻り経路が形成されます。

側面図では、ケーブルが位置合わせされ、ケーブル クランプに押し込まれている様子が示されています。

OSFP DACケーブルの取り付けと使用方法

データセンターへのOSFP DACケーブルの導入は簡単ですが、適切な設置によって最適なパフォーマンスを確保できます。以下の手順に従ってください。

• 準備：デバイスのOSFPポートとOSFP DACケーブルの互換性を確認してください。セットアップに適したケーブル長（例：0.5m、1m、2m）であることを確認してください。
• 接続：OSFP DACコネクタをスイッチ、ルーター、またはサーバーのOSFPポートに、カチッと音がするまでしっかりと差し込みます。損傷を防ぐため、過度の力を加えないでください。
• ケーブル管理：ケーブルを配線する際は、信号の整合性に影響を与える可能性のある急激な曲げや張力を避けてください。ケーブルオーガナイザーを使用することで、空気の流れを最適化し、ケーブルの乱雑さを軽減できます。
• テスト：ネットワークテスターを使用して接続を確認し、信号の損失やエラーがないか確認します。ケーブルが必要な帯域幅（例：400 Gbps）を満たしていることを確認してください。
• メンテナンス: 定期的にコネクタにほこりや損傷がないか点検し、光学グレードのワイプで清掃してパフォーマンスを維持します。

OSFP DAC ケーブルのインストールに関するステップバイステップのビジュアル ガイドについては、セットアップとメンテナンスのベスト プラクティスを示す次のビデオをご覧ください。

このチュートリアルでは、OSFP DAC ケーブルを展開してネットワークへのシームレスな統合を保証するための実用的なヒントを紹介します。

信号線をレーザー溶接することで冶金結合が確保され、余分な端子が除去され、テールスタブ効果による電磁波反射によるノイズが回避されます。

ケーブルクランプにはさまざまな種類があります。

OSFP DACのアプリケーション

OSFP DAC ケーブルは、次のような高性能環境で広く使用されています。

• データ センター: ラック内のスイッチとサーバーを接続して、高速で低遅延のデータ転送を実現します。
• 高性能コンピューティング (HPC): 膨大な帯域幅を必要とする AI、機械学習、科学的シミュレーションをサポートします。
• クラウド コンピューティング: AWS、Google Cloud、Azure などのクラウド サービス プロバイダーの高速相互接続を可能にします。
• InfiniBand ネットワーク: 7G および 2G NDR アプリケーション向けに NVIDIA の ConnectX-400 NIC と Quantum-800 スイッチを強化します。

OSFP DAC の需要が高まるにつれ、これらのケーブルはスケーラブルで高密度なネットワーク ソリューションに不可欠なものになりつつあります。

業界動向とOSFP DACの将来

OSFP DACケーブルの普及は、帯域幅の拡大とエネルギー効率の向上を目指す業界全体のトレンドと一致しています。主な開発内容は以下のとおりです。

• 800G への移行: FiberMall の 800G ツインポート OSFP ケーブルなどの新しい OSFP DAC ソリューションは、2x400G 構成をサポートし、ハイパースケール データ センターのニーズに対応します。
• シリコン フォトニクスの統合: シリコン フォトニクスの進歩により、OSFP DAC のパフォーマンスが向上し、ボー レートが向上し、信号の整合性が向上します。
• 持続可能性: OSFP DAC ケーブルの低消費電力 (パッシブ モデルの場合はほぼゼロ) は、環境に優しいデータ センター設計をサポートします。
• 標準化: OSFP MSA などの業界団体は相互運用性を確保し、NVIDIA、Cisco、Arista などのベンダー間での採用を促進します。

将来的には、OSFP DAC ケーブルは OSFP-XD 構成で 1.6T 接続をサポートし、高速ネットワークにさらなる革命を起こす予定です。

OSFP DACケーブルは、データセンターやHPC環境における高速短距離接続に革命をもたらします。高帯域幅、低レイテンシ、そして優れたコスト効率により、最新のアプリケーションのニーズを満たすと同時に、将来のアップグレードにも対応できる拡張性も備えています。OSFP DACの機能、設置のベストプラクティス、そして業界トレンドを理解することで、OSFP DACを活用してネットワークインフラを最適化できます。FiberMallのOSFP DACケーブルの全ラインナップから、お客様の接続ニーズに最適なソリューションを見つけてください。