ダイレクトアタッチ銅線（DAC）ケーブルとは？AIサーバーとデータセンターにおける応用例を解説
人工知能、クラウドコンピューティング、高性能コンピューティング（HPC）の急速な発展は、サーバーやデータセンター内部におけるより高速なデータ伝送に対する前例のない需要を生み出している。GPUの性能向上とAIクラスターの拡大に伴い、サーバー、スイッチ、ストレージシステム、ネットワーク機器間の効率的な接続は、システム全体のパフォーマンスにおいて重要な要素となっている。
現在利用可能な様々な高速相互接続ソリューションの中でも、ダイレクトアタッチ銅（DAC）ケーブルは、短距離・高帯域幅通信において最も広く使用されている選択肢の一つであり続けている。しかし、DACケーブルとは一体何なのか、そして光インターコネクトの台頭にもかかわらず、なぜ現代のAIインフラにおいて依然として重要な役割を果たしているのか？
このガイドでは、DAC技術の基本原理、その利点と限界、そしてAIサーバーやデータセンターにおける主要な応用例について解説します。
DACケーブルとは何ですか？
ダイレクトアタッチ銅（DAC）ケーブルは、工場で終端処理された高速銅ケーブルアセンブリであり、別途トランシーバーを必要とせずにネットワーク機器を直接接続するために使用されます。
従来の光ファイバーソリューションとは異なり、DACケーブルはコネクタと銅導体を単一のアセンブリに統合しているため、デバイスは低遅延かつ低消費電力で短距離通信を行うことができます。
一般的なDACケーブルは、以下の接続に使用されます。
・サーバーからスイッチへ
・スイッチからスイッチへ
・ストレージシステム
・GPUサーバー
・高性能コンピューティングクラスター
・AIトレーニングインフラ
ほとんどの場合、DACケーブルには次のような高速インターフェースが搭載されています。
・SFP+
・SFP28
・QSFP+
・QSFP28
・QSFP56
・QSFP-DD
・OSFP
ネットワーク速度の向上に伴い、DAC技術は10Gや25Gから400G、800G、そして新たに登場する1.6Tアプリケーションに至るまで、幅広い伝送速度をサポートするように進化してきました。
AIインフラにおいてDACケーブルが重要な理由
人工知能のワークロードは膨大な量のデータを生成する。大規模な言語モデルのトレーニングや膨大なデータセットの処理を行う際、GPUは継続的に以下のものと情報を交換する必要があります。
・その他のGPU
・CPU
・ストレージシステム
・ネットワークスイッチ
多くのAIクラスターにおいて、データの移動は計算能力と同じくらい重要になる。デバイス間の通信が遅い場合、最速のGPUでさえも十分に活用されない可能性がある。ここでDACケーブルが重要な役割を果たす。
彼らは以下を提供します：
・高速接続
・低遅延通信
・消費電力の削減
・費用対効果の高い導入
ラック内部や隣接するラック間の短距離接続においては、DACケーブルが最も実用的な解決策となることが多い。
DACケーブルはどのように機能するのか？
DACケーブルの本質は、綿密に設計された高速伝送路である。一般的な高速DACケーブルは、以下の要素で構成されています。
指揮者
導体は信号伝送経路として機能する。一般的な導体オプションには以下が含まれます。
・裸銅
・錫メッキ銅
・銀メッキ銅
高周波性能と減衰特性は、導体の材質と構造に大きく影響される。
断熱層
絶縁材は信号の完全性に直接影響を与える。一般的な材料には以下が含まれます。
・FEP
・発泡FEP
・PE
・PP
誘電率の低い材料は、信号損失を低減し、より高速な伝送速度をサポートするのに役立ちます。
遮蔽層
シールドは、高速信号を電磁干渉（EMI）から保護します。一般的な遮蔽構造には以下のようなものがある。
・アルミホイル
・銅箔
・編組シールド
適切な遮蔽により、以下の点が最小限に抑えられます。
・信号漏れ
・外部干渉
・クロストーク
マイラー層および構造層
マイラーテープとポリエステルテープは、ケーブルの形状とインピーダンスの安定性を維持するのに役立ちます。これらの層：
・ペアの位置を維持する
・電気的安定性を向上させる
・遮蔽構造物を保護する
・機械的信頼性の向上
高速通信においては、一貫したケーブル構造を維持することが不可欠である。
パッシブDACとアクティブDACの比較
DACケーブルは一般的に2つのカテゴリーに分けられます。
パッシブDAC
パッシブDACケーブルには、信号増幅回路は含まれていません。特徴としては、以下の点が挙げられます。
・低コスト
・消費電力の低減
・よりシンプルなアーキテクチャ
・優れた信頼性
標準的な到達範囲：
・最大3～5メートル
アプリケーション:
・サーバーとスイッチ間の接続
・ラック内ネットワーク
アクティブDAC
アクティブDACケーブルは、コネクタ内部に信号調整回路を組み込んでいる。利点としては、以下のようなものがあります。
・伝送距離が長くなる
・信号品質の向上
・より高いデータレートでのパフォーマンス向上
標準的な到達範囲：
・デザインによって最大7～15メートル
アプリケーション:
・より大型のラック構成
・高密度ネットワーク環境
AIデータセンターが依然として銅線を使用している理由
多くの人は、光ファイバーが銅線を完全に置き換えたと考えている。実際には、両方の技術は共存している。短距離の接続においては、DACケーブルはしばしば大きな利点をもたらします。
低コスト
DACアセンブリは、一般的に同等の光ソリューションよりも安価である。これは、大規模なAIクラスターで数千もの接続を展開する場合に特に重要になります。
消費電力の低減
光ファイバーリンクは、両端に光トランシーバーを必要とする。DACケーブルを使用すればこの要件が不要になり、全体の消費電力を削減できます。
ハイパースケールデータセンターでは、わずかな電力削減でも、運用コストの大幅な削減につながる可能性がある。
低遅延
信号は光変換を経ずに銅導体を直接伝搬するため、DACソリューションは極めて低い遅延を実現できる。これは、迅速なデータ交換が不可欠なAIトレーニング環境において特に有益です。
よりシンプルな導入
DACケーブルはプラグアンドプレイ方式のソリューションです。別途光学系は不要なため、設置と在庫管理が簡素化されます。
データセンターにおける一般的なDACアプリケーション
サーバーとスイッチ間の接続
これは最も一般的なDACの用途です。サーバーは、短いDACアセンブリを使用して、トップオブラック（ToR）スイッチに直接接続されます。メリットは以下のとおりです。
・配線の複雑さを軽減
・導入コストの削減
・信頼性の高い高速通信
GPUクラスタネットワーク
AIトレーニングクラスターでは、多くの場合、高帯域幅のスイッチングファブリックを介して接続された多数のGPUサーバーが必要となる。DACケーブルは以下の機能をサポートします：
・GPUとスイッチ間のリンク
・高密度ラック設計
・コスト効率の良いスケーリング
ストレージネットワーク
高速ストレージシステムは、低遅延通信に依存している。DACケーブルは、以下の機器間の信頼性の高い接続を提供します。
・ストレージアレイ
・計算ノード
・ネットワークスイッチ
高性能コンピューティング（HPC）
スーパーコンピュータやHPC環境では、極めて高速なデータ交換が求められる。DACケーブルは、信号の完全性と遅延が極めて重要な短距離相互接続において広く使用されています。
SUNKEANの高速DACケーブルの機能
AIコンピューティングとデータセンターネットワークが進化を続ける中、SUNKEANは要求の厳しい通信環境向けに設計された高速銅ケーブルソリューションを提供します。当社の製造能力には以下が含まれます。
・銀メッキ銅を含む高性能導体オプション
・信号損失を低減する発泡FEP絶縁技術
・EMI保護のための精密シールド構造
・高度な押出成形および包装プロセス
・リアルタイムSIKORAオンライン監視システム
・ローゼンダール発泡装置
・67GHzネットワークアナライザによる検証
ダイレクトアタッチ銅線（DAC）ケーブルは、現代のAIサーバーやデータセンターにおいて、依然として最も重要な接続ソリューションの一つです。低遅延、低消費電力、コスト効率、そして導入の容易さといった特長を兼ね備えているため、短距離高速相互接続用途において特に魅力的な選択肢となる。
業界が112Gから224G、そしてそれ以上の信号伝送へと移行するにつれて、DACケーブルの設計と製造精度はますます重要になるだろう。データセンター事業者、AIインフラ構築事業者、機器メーカーにとって、高品質なDACケーブルソリューションを選択することは、信頼性が高く、拡張性があり、将来を見据えたネットワークパフォーマンスを確保するために不可欠です。
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