OSFP DAC を理解する: 高速ダイレクトアタッチケーブルの未来

2024 年 8 月 12 日

ジェイソンリーブス

データ伝送分野では、より高速で効率的な接続への要望が高まっています。データセンターが増加し、高速ネットワークソリューションの需要が高まる中、 OSFP (オクタルスモールフォームファクタプラガブル) ダイレクトアタッチケーブル (DAC) は、特に役立つ例です。この記事では、OSFP DAC テクノロジの意味、設計原理、利点について詳しく説明します。また、高速データ通信ネットワークにおける重要性についても見ていきます。これらのワイヤは、遅延の問題を解決するのに役立つと同時に、最新のアプリケーションに必要な帯域幅の増加をサポートし、将来のネットワークインフラストラクチャの不可欠な部分となることは事実です。

OSFP DAC ケーブルとは何ですか?

OSFP DAC はどのように機能しますか?

OSFP DACは、複数のチャネルを使用して銅線経由で高品質のデータを送信します。各チャネルは25Gbpsをサポートし、8組の差動信号を組み合わせると400Gbpsになります。ケーブル設計では信号損失とクロストークが最小限に抑えられ、信頼性と効率性を保ちながら短距離（通常0.5～2メートル）での通信が可能になります。つまり、OSFP DACはOSFPポートを介してネットワーク機器に直接接続されるため、光トランシーバ要件を満たし、データセンター内での迅速な展開が可能になります。

OSFPダイレクトアタッチケーブルの主な特徴

OSFPダイレクトアタッチケーブル（DAC）には、現代の通信に重要ないくつかのコア特性があります。ネットワークソリューション:

高帯域幅容量: すべてのOSFP DACはレーンあたり25Gbpsのデータレートをサポートしており、400レーン間でXNUMXGbpsの帯域幅を実現します。この広い容量は、ビッグデータやその他の多くのアプリケーションで必要とされています。データセンター.
ショートリーチ: OSFP DAC は短距離リンク用に設計されているため、最適な範囲は 0.5 ～ 2 メートルです。スペースが限られているため、ラック内およびラック間に最適です。
低遅延： OSFP DAC は、最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ほとんどなく、最小限の反応時間でリアルタイム処理システムに必要な低遅延伝送を実現します。
費用対効果： 光トランシーバーを使用しないため、データセンター内での高速接続に経済的なアプローチを提供します。さらに、導入が容易なため、設置に関連する人件費が大幅に削減されます。
互換性と多用途性: OSFP ポートに直接接続できるように設計されているため、ルーターやスイッチなどのさまざまなネットワークデバイスで動作できます。その汎用性により、クラウドコンピューティングや高頻度取引などのさまざまな用途が可能になります。
堅牢な設計: 高品質の素材で作られたこれらのケーブルは、信頼性の高いパフォーマンスを提供しながら、温度が変化しやすいデータセンターなどの環境でも使用できるほどの強度を備えています。

これらの特性を設計に組み込むことで、OSFP DAC は効率性が向上し、現在および将来のデータ需要に合わせてネットワークインフラストラクチャを最適化したいユーザーの間で人気が高まっています。

OSFP DACと他のトランシーバーの比較

OSFP ダイレクトアタッチ銅線 (DAC) ケーブルを SFP+ や QSFP+ などの他のトランシーバータイプと比較する場合、考慮すべき要素がいくつかあります。

パフォーマンスと速度: OSFP DAC を使用すると、最大 400 Gbps のデータ転送速度を実現できます。これは、通常約 10 Gbps を提供する SFP+ トランシーバーを使用して達成できる速度よりもはるかに高速です。QSFP+ モジュールの場合、速度は 40 Gbps に達しますが、よりデータ要求の厳しいアプリケーション向けに設計された OSFP DAC が提供する速度よりは低くなります。
コストと複雑さ: OSFP DAC の特徴の 1 つは、追加の光学部品が不要で、全体的なコストが削減されるため、光トランシーバーよりも安価になる傾向があることです。逆に、SFP+ や QSFP+ ユニットは長距離をカバーできますが、光学部品と追加のインフラストラクチャコストがかかるため、価格が高くなります。
ユースケースとアプリケーション: データセンター内の短距離接続 (2 メートル未満) に関しては、OSFP DAC に勝るものはありません。ただし、ネットワークに短距離と長距離の両方の要件がある場合は、この目的のために設計された同等のトランシーバーよりも低速であっても、SFP+ トランシーバーは問題なく動作します。一方、中距離と中速度を扱う場合は、QSFP+ モジュールで十分です。

結論として、これは何を意味するのでしょうか。これは、とりわけ、データセンター環境内の短距離での高速でのコスト効率が、SPF XQ や QSP SXF などの他のタイプのトランシーバーではなく、OSF PDAC を定義することを意味します。また、利用可能なさまざまなオプションから選択する際には、特定の運用コンテキストのネットワークニーズを考慮する必要があります。

データセンターで OSFP DAC を使用する利点は何ですか?

400Gおよび800G OSFP DACによるパフォーマンスの向上

非常に可変性の高いデータ転送速度: OSFP DAC では 400 ギガビット/秒を実現できます。また、改善が進むにつれて 800G で XNUMX 倍の速度を実現できるため、データセンター内の増大するデータ要件を満たすこともできます。
低遅延： これらの光ケーブルは、情報伝送の遅延を最小限に抑えるように設計されています。この機能は、スーパーコンピューティングや大量の情報を一度に処理するために不可欠です。
エネルギー効率： OSFP DAC が 1 回の動作サイクル中に消費する電力は、可能な限りの消費レベルを表します。これにより、電気料金が下がると同時に、データセンターの消費電力も削減されます。これは、このような施設が設置されている持続可能な開発センターでの使用を目的とした他の同様のデバイスに比べて優れていることが証明されています。
スケーラビリティ： これらのシステムは、ハードウェアインフラストラクチャをあまり変更せずに、現在は 400 Gbps、将来的には 800G などの高容量バージョンを導入することでスケーラビリティを提供し、時間の経過とともに変化するネットワーク需要に柔軟に対応できるようになります。
相互運用性 OSFP ダイレクトアタッチケーブルを使用すると、あらゆるネットワーク機器をサポートできるため、ネットワークをアップグレードまたは拡張する場合、問題なくすべてがスムーズに進むため、すべてがうまくいくかどうかを心配する必要はありません。

パッシブ銅ケーブルの費用対効果

高帯域幅のアプリケーションでは、ダイレクトアタッチ銅線 (DAC) ケーブルなどのパッシブ銅線ケーブルがコスト効率に優れていることで知られています。これらのケーブルは、特に接続距離が短いデータセンターでは、光ソリューションよりも製造コストと材料コストが低いため、大幅な節約が可能です。もう 1 つの利点は、これらのタイプのケーブルは外部電源を必要としないことです。これにより、インフラストラクチャに関連する運用コストも削減されます。さらに、これらのケーブルは簡単かつ迅速に設置できるため、労働時間とダウンタイムが少なくなり、総所有コストが全体的に低くなります。この手頃な価格と使用時の効率性の組み合わせにより、資金を最大限に活用し、高容量に対する需要の高まりに対応したいと考えている組織にとって、これらのケーブルは非常に魅力的です。

データセンターの拡張性と柔軟性

拡張性と柔軟性は、新しいデータセンターアーキテクチャの重要な要素です。新しいテクノロジーが利用可能になると、それを採用して需要の変化に対応できるようになります。拡張可能な設計により、ハードウェアやリソースを追加しながらもすべてがスムーズに実行されるため、ビジネスが継続的に成長できるようになります。これには、大きな中断を起こさずに追加またはアップグレードできる自己完結型のユニットであるモジュールの使用が含まれます。

さらに、データセンター内の柔軟性とは、パブリッククラウドやプライベートクラウドなどのさまざまな IT ソリューションをハイブリッドセットアップとともに使用できることを意味し、これにより、ワークロードが常に適切な量のリソースと一致するようになります。柔軟性は、物理リソースを節約するだけでなく、仮想マシンの管理を容易にする高度な仮想化技術によってさらに実現されます。結局のところ、より効率的な運用が必要な場合は、スケーラビリティと柔軟性を組み合わせる必要があります。これは、問題が発生した場合に簡単に対処できるようにするだけでなく、データセンターの機能を戦略的なビジネス目標の実現に近づけるためです。

適切な OSFP DAC ケーブルを選択するには?

DACケーブルを選択する際に考慮すべき要素

ダイレクトアタッチ銅線 (DAC) ケーブルを選択する際には、最適なパフォーマンスと互換性を保証するために考慮すべき重要な点がいくつかあります。これらの考慮事項は次のとおりです。

長さ： これは、減衰の増加を避けるためにケーブルの必要な長さを決定することで、信号の劣化を防ぐために行われます。
データレート： 通常、DAC ケーブルは、ほとんどのアプリケーションで 10GbE から 400GbE のデータレートをサポートする必要があります。
コネクタタイプ： SFP+、SFP28、OSFP など、アプライアンスで使用されているコネクタのタイプが本質的に一致しているかどうかを確認します。
ビルド品質： たとえば、シールドが適切に行われ、絶縁が適切に行われているかどうかなど、ケーブルがどの程度適切に構築されているかを評価して、ケーブルの寿命を延ばし、干渉を減らすようにします。
消費電力： エネルギーコストが低いとデータセンター全体のコストが削減されるため、DAC ケーブルに関連する電力効率に注意してください。
市場基準: この問題に関しては、既存のインフラストラクチャとの相互運用性を通じて信頼性の高いパフォーマンスを提供できるように、かなりの数の市場標準を満たす必要があります。

400G OSFP DAC と 800G OSFP DAC の違い

400G および 800G OSFP ダイレクトアタッチ銅線 (DAC) ケーブルは、データレート容量、消費電力、帯域幅が異なります。ネットワークを介してデータが移動する速度は、ビット/秒 (bps) で測定されます。これは、XNUMX 秒間に送信されるビットの数を測定します。さらに、データレートは、バイト/秒 (Bps) で表すこともできます。

この場合、400G OSFP DAC がサポートするデータ転送速度は最大 400 ギガビット/秒 (Gbps) です。これにより、高速アプリケーションやデータ集約型環境での使用に最適です。一方、その同等品である 800G OSFP DAC はスループット容量が 800 倍で、最大 XNUMX Gbps の転送をサポートできます。この高い値により、次世代データセンターでは、帯域幅が拡大し、レイテンシレベルが低減された接続が求められます。

さらに、これら 2 種類のケーブルのもう 1 つの違いは、電力消費要件にあります。どちらも動作目的で電気を使用しますが、世代や技術開発の段階が異なるため、エネルギー使用効率に関してそれぞれ特定のニーズがあります。

銅線の役割を理解する

特にデータセンターやその他のネットワーク環境では、銅線ケーブルは情報転送の重要なコンポーネントです。銅線ケーブルは、短距離でデバイスをリンクするための安価な方法を提供し、イーサネットや Direct Attach Copper (DAC) などのさまざまなプロトコルを介して迅速な通信を可能にします。銅線ケーブルの主な利点は、特定の状況では、光ファイバーなどの他のオプションよりも低遅延で確実にデータを送信できることです。また、設置と保守が簡単なため、多くの企業にとって魅力的です。ただし、データの需要が増加すると、400G や 800G などの大容量ケーブルを使用する必要が生じます。つまり、帯域幅の要件を慎重に検討し、将来の拡張性を考慮する必要があります。要約すると、これらのワイヤが果たす役割とその機能を理解することで、エンジニアは組織のニーズに適したネットワークを設計できます。

OSFP DAC と QSFP56 DAC を比較するとどうなりますか?

帯域幅とデータレート機能

オクタルスモールフォームファクタプラガブルは、クアッドスモールフォームファクタプラガブルよりも多くの情報を伝送できるデジタル/アナログコンバータです。データレートが高く、各チャネルが 800G の 100 つのチャネルを通じて 200G を送信できます。クアッドスモールフォームファクタプラガブルは、各チャネルが 50G を処理できる XNUMX つのチャネルを使用して XNUMXG デバイスを接続するように設計されています。この違いにより、オクタルスモールフォームファクタプラガブルは、より高いスループットが必要な環境に適していますが、クアッドスモールフォームファクタプラガブルは、帯域幅要件が低いアプリケーションでも効果的です。ただし、これらのケーブルソリューションは両方とも、以前の世代の QSFP コネクタで動作するため、既存のネットワークインフラストラクチャ内で汎用的に使用できます。

互換性と使用例

OSFPの導入と QSFP56 さまざまなネットワーク環境における DAC は、相互の互換性に依存します。この場合、OSFP DAC を設計する際には下位互換性が考慮されるため、56G および 200G インフラストラクチャ用の QSFP-DD または QSFP400 ポートを使用する既存のシステムに簡単に統合できます。つまり、企業はネットワーク設定全体を変更することなく、帯域幅容量を増やすことができます。

OSFP DAC は、短時間に大量のデータが転送されるデータセンターで非常に有用であることが証明されています。このような場所では、クラウドコンピューティングや HPC アプリケーションなどの負荷の高いワークロードのために、遅延が最小限の高速リンクが必要です。一方、QSFP56 DAC は、リアルタイム分析や VNF (仮想化ネットワーク機能) サポートなどの一般的なアプリケーションの中でビデオストリーミングをサポートできる 200G 接続のみを必要とするため、エンタープライズネットワークやサービスプロバイダー環境に適しています。

また、これら 5 種類のダイレクトアタッチケーブルは、通常 15 メートルから 56 メートルの短距離接続が必要な場合にも適用できます。その結果、特にサーバールームが密集している場合には、ラックを近接して接続することが可能になり、離れたラック間の長距離接続に必要な追加の光モジュールやパッチコードを購入するコストを節約できます。したがって、ネットワーク管理者は、当面の帯域幅の需要と、組織戦略に沿った将来の成長計画に基づいて、OSFP または QSFPXNUMX のいずれかを選択できます。

コストとパフォーマンスのトレードオフ

DAC を評価する際、組織がコストとパフォーマンスのトレードオフを評価することは重要です。これは、予算配分とネットワーク効率に大きな影響を与えるからです。OSFP DAC はより高度で容量が大きいため、通常は QSFP56 DAC よりも高価ですが、低レイテンシと高データスループットのニーズが組み合わされたアプリケーションでは、より優れたパフォーマンスを発揮します。この場合、情報の迅速な処理を必要とする環境で事業を展開している企業は、運用効率と容量の潜在的な改善により、OSFP DAC への投資は必要ではないとしても妥当であると考えるかもしれません。

一方、企業やサービスプロバイダーが OSFP ソリューションが提供する非常に広い帯域幅を必要としない場合、QSFP56 DAC はより安価な代替手段となります。低価格のため、200G 接続が主にリアルタイム分析に使用されるビデオストリーミングなどに適しています。したがって、OSFP と QSFP56 DAC のどちらを使用するかは、現在の帯域幅要件、将来の需要予測、組織のネットワークインフラストラクチャ内の特定の運用ニーズに対する各オプションに付随する財務的影響を慎重に検討した上で決定する必要があります。したがって、これらの要素のバランスをとることで、不要な費用をかけずに可能な限り最高のパフォーマンスレベルを実現できます。

OSFP DAC テクノロジーの最新の開発状況は何ですか?

パッシブダイレクトアタッチ銅ケーブルの革新

パッシブダイレクトアタッチ銅線 (DAC) ケーブルの最新の改良点は、データ転送の高速化と消費電力の削減に重点を置いています。現在、メーカーはより高い周波数で動作できるケーブルを製造しており、これにより信号損失を抑えながらより広い帯域幅を実現しています。また、絶縁材の改善と製造公差の厳格化によってケーブルが強化され、さまざまな環境条件下でも一貫した性能を発揮する能力が向上しています。さらに、干渉を緩和する方法としてシールドツイストペアが設計に使用されているため、データトラフィックの密度が高い場所での使用に適しています。本質的に、これらの変更は、より高速で信頼性の高い接続を可能にするだけでなく、データセンターで使用されるエネルギーも節約することを意味します。

800G OSFP ブレイクアウト DAC の動向

エンタープライズネットワークやデータセンターの帯域幅拡大のニーズに応えるため、高速データを迅速に送信できる 800G OSFP ブレイクアウト DAC テクノロジが登場しました。現在の傾向では、高速リンクを複数のインターフェイスに効果的に分散できるスケーラブルな方法が好まれています。これは、800 つの XNUMXG 接続を多数の低速接続に分割できるブレイクアウト機能を使用することで実現され、既存のインフラストラクチャを柔軟かつ再利用可能にします。さらに、人口密集地域の場合、冷却は依然として大きな懸念事項です。そのため、メーカーは消費電力を抑えながら同時に熱性能を最適化する取り組みを始めています。さらに、高度な材料とエンジニアリング技術の統合により、より小型でより優れた耐久性が実現され、地下ケーブルダクトや海底など、視界から遠く離れた厳しい条件下でも長期間使用できます。これらは、業界が日々急速に成長し続ける中で、明日のネットワーク接続ソリューションを形作る他の多くのトレンドのほんの一例にすぎません。

高速ネットワークにおける OSFP DAC の将来展望

高速ネットワーク接続の未来は、より広い帯域幅とより低いレイテンシのニーズが高まるにつれて大幅に成長すると予想される OSFP DAC 技術にあります。IoT、クラウドコンピューティング、AI ベースのアプリケーションにより生成されるデータ量が増え続けるにつれて、OSFP DAC はより高速になると予測されており、近い将来には約 1.6 Tbps に達するか、数年後にはそれ以上に達する可能性があります。メーカーは、電磁干渉を最小限に抑えながら信号の完全性を向上させることを目標とした研究開発活動に多額の投資を行う必要があります。これにより、データレートの上昇に合わせてパフォーマンスを拡張できるようになります。

さらに、これらのデバイスにインテリジェントな管理機能が統合されれば、監視が容易になり、障害検出によって運用の信頼性が向上する、はるかにスマートなネットワークを構築できます。実際のところ、メーカーは、主流になりつつある 400Gbps から 800Gbps への移行中、およびそれに続く可能性のあるその他の将来の標準の下位互換性を確保する必要がありますが、これは、指定された期間内にベンチマークやガイドラインを達成するために、そのようなベンチマークやガイドラインの設定に関与するさまざまな組織間の緊密なコラボレーションを通じてのみ実現します。標準化団体は、さまざまなネットワークプロバイダーとともに、広範な採用を促進するための役割を果たします。したがって、企業は、競合他社が OSFP DAC テクノロジーを実装して追い抜くまで待つ必要はありません。これは、次世代のデータセンターと企業ネットワークの両方の基盤となるからです。

参照ソース

小型フォームファクタプラガブル

銅導体

電気ケーブル

よくある質問（FAQ）

Q: OSFP DAC とは何を意味しますか?

A: OSFP DAC (ダイレクトアタッチケーブル) は、データセンターや高性能コンピューティング環境で OSFP (Octal Small Form-factor Pluggable) の 2 つのポートを直接接続するために使用される高速パッシブまたはアクティブケーブルアセンブリです。

Q: OSFP から OSFP への DAC は他の高速ケーブルアセンブリよりも優れていますか?

A: 光トランシーバーと比較すると、OSFP から OSFP への DAC はレイテンシと消費電力が低いため、データセンター内の短距離リンクには最も経済的な選択肢となります。

Q: パッシブ DAC ケーブルを使用する利点は何ですか?

A: OSFP パッシブで提供されるようなパッシブオプションはコストが低く、短距離では信頼性の高いパフォーマンスを提供し、消費電力も非常に少ないため、ラック内の接続に最適です。

Q: OSFP DAC は 400G のデータレートをサポートできますか?

A: はい、400G 以上の高速データレートは 400G OSFP から OSFP への DAC によってサポートされており、データセンターの最新の帯域幅の要件を満たしています。

Q: 100G QSFP28 DAC と 200G QSFP56 DAC の違いは何ですか?

A: 前者では 25 つの 100G レーンが使用され、最大 200 Gbps が可能になりますが、後者では 50 つの XNUMXG レーンを使用して最大 XNUMX Gbps まで増加できるため、同じフォームファクターで XNUMX 倍の帯域幅が提供されます。

Q: 特定のアプリケーションでは、OSFP から OSFP への DAC ケーブルの使用が最も有利になるのはどのような点ですか?

A: OSFP から OSFP への DAC ケーブルが主に効果を発揮するのは、低遅延、高速、コスト効率の高いリンクが求められるデータセンターや高性能コンピューティング環境です。

Q: パフォーマンスの面で、NDR OSFP と比較した場合、400G QSFP-DD のパフォーマンスはどのようになりますか?

A: 400G QSFP-DD と NDR OSFP はどちらも、高度なネットワークに必要な高いデータレートを提供します。ただし、特定のデータセンターの要件によっては、NDR OSFP の方が密度が高く、状況によっては他のケーブルよりも効率的になる場合があります。

Q: OSFP DAC に関してアクティブオプションは存在しますか?

A: はい、800G LPO OSFP や 400G AEC などのアクティブオプションがあり、アクティブ信号処理を使用して全体にわたって高いレベルのデータ整合性を維持することで、長距離でも優れたパフォーマンスを発揮します。

Q: OSFP DAC はどの規格に従う必要がありますか?

A: さまざまなネットワークデバイスとインフラストラクチャが統合の問題なしにスムーズに連携し、同時に最適な結果を実現するには、これらのシステム間の良好な相互運用性を実現するために IEEE 標準が必要です。

Q: 現代のデータセンターにおいて、400G OSFP から OSFP への接続が重要なのはなぜですか?

A: これらの接続は、非常に短い期間内に大量の情報を転送するために必要な帯域幅容量を提供し、現在のストレージと処理の需要に関連する継続的な成長率をサポートするため、重要な役割を果たします。