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AIデータセンター向けコパッケージド銅

ハイパースケールAIシステムは今、シグナルインテグリティの壁に突き当たっています。帯域幅の拡大に伴い、従来の基板経由の銅配線ではもはや対応が困難になっています。パフォーマンス維持のため、チャネルの長さを最小限に抑え、電力集約型の補正戦略から脱却したシステム設計が求められています。Molexは、ASIC近傍設置型接続向けに、基板を保護する保守可能なアーキテクチャと高速性能を組み合わせたコパッケージド銅(CPC)ソリューションを提供します。

コパッケージド銅:224Gおよび1.6Tインフラストラクチャ向けスケーリング


AI向けネットワークが800Gbpsに、ハイパースケールネットワークが1.6Tbpsに近づくにつれ、従来の基板経由の銅配線では必要なシグナルインテグリティや電力効率を維持できなくなっています。インターコネクトをさらにASICの近傍に設置することが求められていますが、脱着できない恒久的な実装方式はリスクをもたらし、手直しを困難にし、高価な基板を損傷する可能性を高めます。多くのエンジニアリングチームは、限界に達しつつある銅配線アプローチと、広範囲な展開向けにはまだ十分に実用的ではない光アーキテクチャのどちらを選択すべきか迷っています。

より高いデータレートでパフォーマンスを維持するためには、電気経路の短縮が必須です。同時に、基板やASICパッケージを損傷することなくメンテナンスやアップグレードが可能な実装方式の導入により、保守性を維持する必要があります。こうした実用的なアプローチは、パフォーマンス向上と現実の運用状況のバランスを取りながら、将来のASIC近傍設置型および光アーキテクチャへの移行にも対応できる銅ソリューションの普及拡大を可能にするでしょう。

Molexは、実証済みの224Gbps-PAM-4パフォーマンスと将来の448Gへの明確なロードマップを備えた、基板経由配線を含むフルチャネル型コパッケージド銅(CPC)ソリューションで、これらの課題に対処します。このアーキテクチャは、PCB設計の制約を緩和しながら、チャネル損失を低減します。表面実装(SMT)や穴開け加工を必要としないImpress CPC圧着実装設計の導入により、基板を保護するとともに、ASICパッケージから離れた分かりやすいサービス境界を設けることで手直し作業をサポートします。実証済みの基板上プラットフォームに基づくこのアプローチは、銅素材の信頼性と実用性を活かしながら、ELSFP(スモールフォームファクター型プラガブル外部レーザー源)およびコパッケージドオプティクス回路につながるスケーラブルなパスを提供します。

コパッケージド銅が高帯域AIシステムをどのようにサポートするか


ASIC内蔵型統合による伝送距離制限の克服

800Gbpsを超えるデータレートでは、従来のPCB銅チャネルでは過大な電力消費や信号劣化なしで伝送距離を維持するのが困難になります。ASIC基板上またはその近傍にインターコネクトを配置することで、経路短縮と損失低減効果に加えて、厳しいシステム制約下でもより高い帯域幅を実現できます。

Molexは、高速・高密度環境向けに設計されたTwinaxケーブルと基板上配線に基づく、即時に市場投入可能なASIC内蔵型ソリューションを提供します。

ハイパースケール環境内に高速データ処理とASIC内蔵型統合を備えた、未来的なデータセンターの内部。

次世代アーキテクチャ向けの保守可能な接続ソリューション

表面実装およびリフローベースの実装方式は、損傷時に修復できる余地がほとんどなく、軽微なインターコネクト障害が高い廃棄コストにつながり、基板の損傷リスクを増加させます。圧着式インターフェースは、熱を用いた組み立て作業を不要にするとともに、ASICパッケージの損傷を伴わずにインターコネクトの修理や交換を可能にします。

Molexは、2分割型のImpressコパッケージド銅ソリューションによりこうした圧着式インターフェースを実現します。熱への曝露が抑えられ、ライフサイクル全体におけるシステムの保守性が向上します。

PCBに実装されたImpressコパッケージド銅ソリューション。

チップレベルの接続ソリューションでパフォーマンスの壁を打ち破る

基板レベルの銅配線と新しい光ソリューション間のギャップの拡大により、複雑さやリスクの増大を避けながらデータレートを1.6Tbpsに近づけることは困難になっています。銅配線をよりASIC近傍に配置する橋渡し的なアーキテクチャは、将来の移行に備えた柔軟性を維持しながら、短期的な帯域幅需要を満たす実用的な手段を提供します。

Molexは、高価な基板を保護しながら段階的な移行を可能にする、実証済みASIC近傍設置型およびASIC内蔵型ソリューションで、このアプローチをサポートします。

最新技術、光り輝くサーバー、ネットワーク機器を備えた、大規模で近代的な施設内のAIデータセンター。

224Gおよび448Gリソース


アプリケーション

コパッケージドオプティクス

224G以降、エンジニアは、コパッケージドオプティクス(CPO)の消費電力および熱設計におけるメリットと、コパッケージド銅(CPC)のシグナルインテグリティ、伝送距離、製造におけるメリットを比較検討する必要があります。これらのトレードオフを理解することで、チームはASIC近傍設置型の最適化に向けた最適なアプローチを選択できます。Molexは、超ロープロファイルのTwinaxアセンブリーと高精度光インターフェースにより、その両方をサポートします。

データセンターのコパッケージドオプティクス(CPO)を監視するIT専門家。

アプリケーション

次世代データセンター向け224G

ASIC近傍の従来のPCB材料上に信号経路がはり巡らされるにつれ、挿入損失およびクロストークは224Gでより顕著になります。パフォーマンスを維持するためには、チャネル全体を1つのシステムとして設計し、電気面、機械面、およびルーティング面の考慮事項のバランスをエンドツーエンドに確保することが不可欠です。

高速データ通信路をPCBからTwinaxアセンブリーに移すMolexのシグナルインテグリティソリューションは、損失を最小限に抑え、全体的なチャネル効率を向上させます。

次世代データセンター向けMolex 224Gコネクターソリューション。

ホワイトペーパー

448Gチャネルにおける各種変調技術の性能分析

従来のPCB配線は448Gではますます制約が強まり、挿入損失とノイズがチャネルの挙動を大きく左右します。これらの物理的な制約を克服して信号忠実度を維持するためには、ASIC近傍設置型およびダイレクトツーチップ接続への移行が必要です。このMolexホワイトペーパーでは、チャネル性能の高速化を実現するコパッケージド銅ソリューションについて解説します。

データセンターサーバーおよびストレージアプリケーションにおける448Gbps変調技術のMolexパフォーマンス分析。

ホワイトペーパー

448Gインターコネクトのパフォーマンス評価と変調戦略

PAM-4システムが448Gに到達すると、インターコネクトに非常に高い帯域幅要件が課されることにより、従来のアーキテクチャで対応可能な範囲を超えることが多くなります。PAM-6またはPAM-8に移行することで必要な帯域幅が減るため、銅ベース伝送のより実用的な手段を構築できます。本書で紹介するMolexの研究では、超高速信号伝送用に構築されたコパッケージド銅ソリューションにおけるこれらの選択肢を評価します。

ハイテクデータセンターでサーバー機器を点検している2人のエンジニア。