112G vs 224G高速銅線ケーブル：次世代データセンターにおける主な違い
導入
AIトレーニングワークロード、大規模言語モデル（LLM）、ハイパースケールクラウドインフラストラクチャの急速な拡張に伴い、データセンターアーキテクチャは根本的な変化を遂げつつあります。サーバー、スイッチ、アクセラレーター間の大規模な東西トラフィックの増加により、相互接続帯域幅の拡大、レイテンシの低減、そしてエネルギー効率の向上に対するかつてない需要が高まっています。
こうした要件に応えるため、業界は今日の400Gイーサネットの基盤である112G PAM4から、800G、そして将来の1.6Tネットワークアーキテクチャを実現するように設計された224G PAM4銅線インターコネクトへと移行しつつあります。この移行は、単にデータレートが倍増するだけではありません。シグナルインテグリティマージンが大幅に狭まり、材料と製造要件が厳格化し、距離と導入モデルに新たな制約が生じます。
ネットワークプランナー、システムアーキテクト、調達チームにとって、112Gと224Gの銅線ケーブルの技術的および実用的な違いを理解することはますます重要になっています。これらの違いは、次世代AIドリブンデータセンターにおけるネットワークの拡張性、システムの信頼性、消費電力、そして長期的な総所有コストに直接影響を及ぼします。
データレートの進化：112Gから224Gへの銅線ケーブル
112G PAM4は400Gイーサネット導入の技術基盤として機能し、成熟した安定した信号伝送技術として広く認められています。クラウドデータセンターにおける高速銅線相互接続の大規模導入を可能にし、バランスの取れたパフォーマンス、コスト効率、導入の柔軟性を実現しています。
しかし、AIクラスターの急速な成長は、データセンター内のトラフィックパターンを根本的に変化させています。大規模なGPUおよびアクセラレータファブリックは、膨大な東西トラフィックを発生させ、スイッチ帯域幅、ポート密度、そして相互接続の拡張性への負担を増大させています。スイッチ基数が増大し続け、アグリゲートスループットの要件が増大するにつれ、1レーンあたり112Gのシグナリングは、帯域幅密度とシステムの複雑さの点で、徐々に実用限界に近づいています。
224G PAM4は、各電気レーンのスループットを実質的に倍増させることで、これらの課題に対処します。これにより、ポート数、ケーブル量、消費電力を比例的に増加させることなく、800Gおよび将来の1.6Tイーサネットシステムを実現できます。その結果、224Gはよりスケーラブルなネットワークアーキテクチャを実現し、ケーブルレイアウトを簡素化し、より高いコンピューティング密度をサポートすることで、次世代のAIドリブンデータセンターの重要な実現要因となります。
112Gおよび224G銅線ケーブルの信号整合性
224Gのデータレートでは、高速銅線ケーブルにおいて信号整合性が設計上の主要な制約となります。112Gの設計と比較すると、利用可能な電気的マージンが大幅に減少するため、相互接続は損失、ノイズ、製造ばらつきの影響を受けやすくなります。
挿入損失、リターンロス、インピーダンス不連続性、近端および遠端クロストークといった主要な信号整合性パラメータは、より広い周波数範囲にわたって厳密に制御する必要があります。信号速度が増加するにつれて、高周波減衰と反射がアイ開口に及ぼす影響は大きくなり、システムの安定性とビットエラーレート（BER）に直接影響を及ぼします。
このレベルの性能では、導体形状、絶縁同心度、ペアバランス、あるいはアセンブリの一貫性におけるわずかなばらつきでさえ、信号品質の顕著な劣化につながる可能性があります。これらの課題は、ケーブル設計と製造精度の両方に高い要求を課し、信頼性の高い224G銅線相互接続を実現するには、エンドツーエンドのシグナルインテグリティエンジニアリングの重要性を改めて認識させています。
112G銅ケーブルは、一般的に、成熟した広く検証された材料システムを用いた、確立されたTwinaxまたは並列銅構造を採用しています。このデータレートでは、従来の高純度銅導体と実績のある誘電体配合で、短距離データセンターアプリケーションの挿入損失、インピーダンス、クロストークの要件を満たすのに十分です。
一方、224G銅ケーブルでは、材料の選択とケーブル構造が極めて重要になります。動作周波数が高くなるにつれて、導体表面の粗さ、誘電率の均一性、あるいは幾何学的な対称性のわずかな変化でさえ、信号整合性に測定可能な影響を与える可能性があります。これらの課題に対処するため、224G設計では、最適化された表面特性を持つ高純度銅導体、信号伝播遅延を低減する低誘電率誘電体材料、そしてケーブル全長にわたって一貫したインピーダンスを確保する非常に安定した発泡絶縁構造がますます重要になっています。
224Gの速度においては、材料の選択に加え、ケーブルの形状と構造の対称性が決定的な役割を果たします。導体間隔、絶縁体の同心度、そしてペア間バランスを厳密に制御することは、減衰を最小限に抑え、モード変換を抑制し、広い周波数スペクトルにわたって電気性能を維持するために不可欠です。これらの材料と構造設計の考慮事項が相まって、次世代データセンター環境における信頼性の高い224G銅線相互接続の基盤を形成します。
224G銅ケーブルの製造許容範囲
112G銅線と比較して、224G設計では製造工程のあらゆる段階で、より厳格な製造公差が求められます。このような超高速データレートでは、導体径、絶縁体の厚さ、あるいはペア間隔におけるミクロンレベルのばらつきでさえ、インピーダンスの不連続性を引き起こし、信号整合性に直接影響を与える可能性があります。
したがって、精密な押し出しは224G銅ケーブル製造の基本要件です。均一な誘電体形状を確保するには、プロセス全体を通して安定した押し出し圧力、温度制御、そして材料の均一性を維持する必要があります。同時に、リアルタイムの直径モニタリングと同心度制御により、ケーブル全長にわたって偏差が蓄積される前に、即座に検出・修正することが可能です。
さらに、制御されたテーピングおよびシールドプロセスは、ペアバランスを維持し、高周波におけるクロストークを抑制する上で重要な役割を果たします。一貫したテーピング張力とオーバーラップ率は、機械的対称性と電気的安定性の維持に役立ちます。結局のところ、高度なプロセス制御は、224Gにおける電気仕様を満たすために不可欠であるだけでなく、大規模データセンターの導入における生産歩留まり、再現性、そして長期的な信頼性の向上にも直接的につながります。
112Gと224Gの銅線ケーブルの距離制限
112Gパッシブ銅線ケーブルは、短距離データセンター相互接続に広く導入されており、性能、コスト、導入の容易さのバランスに優れています。その長距離伝送能力と電気的マージンが十分に理解されているため、従来のクラウドアーキテクチャにおけるサーバーとスイッチ間、およびスイッチ間の接続において信頼性の高い選択肢となっています。
224G銅線ケーブルでは、減衰量の増加、損失バジェットの厳しさ、インピーダンス変動に対する感度の高さにより、距離マージンが大幅に制限されます。その結果、純粋なパッシブ銅線ソリューションは非常に短い距離に限定される可能性があり、実用環境で使用可能な距離を延長するには、アクティブ銅線ケーブルまたは高度に最適化されたパッシブ設計が必要となります。
これらの距離制約は、AIクラスターのトポロジー計画に直接影響を及ぼします。ケーブル長、ラックレイアウト、スイッチの配置は、パフォーマンス、消費電力、そしてシステム全体のコストのバランスをとるために慎重に最適化する必要があります。データレートが増加するにつれて、パッシブ銅線ソリューションとアクティブ銅線ソリューションの区別は、単なるケーブル配線の選択ではなく、アーキテクチャ上の重要な決定事項となります。
112Gおよび224G銅線ケーブルの展開シナリオ
112G銅線ケーブルは、従来のクラウドデータセンターにおける成熟した400G導入に最適です。ネットワークアーキテクチャとトラフィックパターンが比較的確立されており、コスト効率と導入の容易さが最優先事項となる、安定した大容量アプリケーションをサポートします。
一方、224G銅線ケーブルは、特に次世代AIクラスターや高密度GPUファブリックなど、新興の800Gおよび将来の1.6T環境向けに設計されています。これらのシナリオでは、大規模な並列コンピューティングをサポートするために、最大限の帯域幅密度、超低レイテンシ、そして最適化された相互接続性能が求められます。
このような導入において、224G銅線ケーブルは、ポート数を削減し、ケーブル配線の複雑さを簡素化し、ラックあたりのコンピューティング密度を高めることで、よりスケーラブルなネットワーク設計を実現します。SUNKEANの高速製造工場は、高度な製造技術とリアルタイム監視を組み合わせ、データセンター相互接続に最適な信頼性の高い高速銅線を提供しています。高精度のRosendahlフォーム押出機、ゼロテンションテーピング、インライン品質管理により、安定したパフォーマンス、一貫した納品、そして次世代の112Gおよび224Gアプリケーションへの対応を保証します。ご質問等ございましたら、sales@sunkean.comまでお気軽にお問い合わせください。
