ブロードコムのトマホーク6とAIデータセンター・ケーブリングの未来

Broadcom の新しい 102.4 Tbps スイッチ チップは、データ センター ネットワーキングの大きな飛躍を意味し、AI ワークロードの規模拡大に伴う帯域幅とレイテンシのボトルネックに対処します。高速で低遅延のインフラは今や不可欠です。

世界初の 102.4 Tbps スイッチ チップ

Broadcom は 6 月上旬、102.4 Tbps (テラビット/秒) の帯域幅を提供する世界初のスイッチ チップで ある次世代スイッチ チップ シリーズ Tomahawk6をリリースして話題となりました。AIデータセンター向けに特別に設計されたTomahawk 6は、スケールアップ/スケールアウトアーキテクチャを強化し、 100G/200G SerDes（シリアライザ/デシリアライザ） および CPO（Co-Packaged Optics） 技術を組み込み 、10万以上のXPUを搭載したものを含むAIクラスタの増大し続ける需要に対応します。

近年、大規模なAIモデルの立ち上げが急増しており、大規模かつ高性能なインフラの必要性がこれまで以上に高まっています。ネットワーク帯域幅と低遅延は、今やAIデータセンターの拡張における主要なボトルネックとなっています。

 

AI時代におけるケーブル配線の再定義

Tomahawk 6は、ネットワーク帯域幅の圧力を大幅に緩和します。200GのSerDesを搭載し、 200Gbpsで512チャネルを提供する ほか、 従来の100G SerDesインフラをサポートする1024 x 100G バージョンも提供しています 。このチップのユニファイド・イーサネット・アーキテクチャーは、大規模なAIクラスター・ネットワーキング向けに、512から最大100K XPUまでの拡張をサポートします。

イメージ図TH6は512 XPUの効率的なスケールアップネットワーキングを可能にする（出典：Broadcom）

Tomahawk 6 は、200G SerDes ベースのスイッチ チップとして 、現在の 400G/800G 配置からのアップグレードである 1.6T ネットワーキングへの明確な道筋を示します。 また、AIデータセンター向けケーブリングの新時代の幕開けでもある。

帯域幅が倍増：1.6T時代に突入

AIデータセンター・ネットワークは、2つの重要な点で従来のものとは異なる：

1. 超高速ネットワークへの要求。
2. 超低遅延の必要性。

大規模なAIモデルはGPU相互接続に大きく依存しており、多くの場合 RDMA （Remote Direct Memory Access）を使用してCPUの使用量を最小限に抑え、アクセス効率を高めている。このような相互接続には極めて高い帯域幅が要求され、従来のイーサネットではもはや十分ではありません。 InfiniBand（スーパーコンピューティングで使用される高速で低レイテンシーのネットワーク規格）やRoCE（イーサネット上で高速データ転送を可能にするRDMA over Converged Ethernet）などの技術によってネットワーク全体が改善されたとはいえ、800Gでも不十分になってきている。1.6Tへの移行は避けられない。

 

帯域幅の改善は、2つの重要な要素にかかっている：

• 各SerDesチャネルの速度
• チャネル数

たとえば、800Gのネットワークは、以下の方法で実現できます：

• 16 x 50Gチャネル
• 8 x 100Gチャネル
• 4 x 200G チャネル

イメージ図チャネル数と800Gの関係（出典：イーサネット・アライアンス）

16チャネルのソリューションでは、 全二重通信のために 通常 2つのMPO-16（またはMPO-24）コネクタが 必要です。 一方、4チャネルのソリューションでは、 MPO-8/12コネクタが1つで済むため、インフラが大幅に簡素化される。各チャネルの速度が高いほど、ケーブル配線コストは下がり、Gbpsあたりのエネルギー効率も向上します。

より低いレイテンシー、より優れたスケール：AIネットワークの再構築

レイテンシーは、AIパフォーマンスにおけるもうひとつの大きなハードルです。大規模なデータセンターでは、スイッチレイヤーが増えるごとにレイテンシーが増加します。10,000以上のGPUに拡張する場合、 3層のスイッチ・アーキテクチャが 使用されることが多く、最大 5つのスイッチ・ホップが 追加さ れる 可能性があります。

Tomahawk 6は、最大512個のXPUの直接相互接続を可能にし、200Gリンクで構築された大規模データセンターで一般的な高効率の多段スイッチアーキテクチャである2層Closネットワークを使用して、100,000個以上のGPUをサポートするように拡張することができます。 従来の3層設計と比較して、スイッチホップの数を2つ減らし、ハイパースケールAI展開のレイテンシを大幅に削減します。

イメージ図Tomahawk 6は、10万以上のGPUネットワーク向けに簡素化された2層クロスを実現（出典：Broadcom）

AIデータセンターの新たなケーブリング傾向

規模と技術的複雑さの増大に伴い、AIデータセンターのケーブル配線は従来のデータセンターよりも速く進化しなければならない。 柔軟で将来対応可能なケーブリングインフラストラクチャは 、ユーザーが隠れたインフラを繰り返しオーバーホールすることなく、急速な技術的変化に適応するのに役立ちます。

ISO/IEC 11801- 5や TIA 942などの 規格は 、構造化ケーブリングがいかにToR（トップ・オブ・ラック）、スパインリーフ、メッシュトポロジーをサポートできるかを強調しており、ダイナミックでスケーラブルなアーキテクチャのための強固な基盤を提供しています。

Aginodeは 、次世代データセンター向けのLANmarkENSPACEソリューションを提供しています。 4つの中核となる利点により、データセンターが800Gおよび1.6Tネットワークへの移行を自信を持って進めることができます。

Aginode ENSPACE

AIに対応したケーブリングバックボーン

• より高い効率性
  8コアと16コアのファイバー接続をサポートします。高密度設計により、スペースを最大限に活用し、データスループットを向上。
• 将来を見据えたスケーラビリティ
  100Gから1.6Tまでの光モジュールに対応し 、多様なニーズに応え、技術アップグレード時の移行を簡素化します。
• コストの最適化
  合理化されたアーキテクチャとシンプルな設置により、総所有コスト（TCO）を削減します。
• 運用の簡素化
  高密度パッチシステムは、ケーブル配線の複雑さを軽減し、メンテナンス効率を向上させます。

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