케이블 및 인터커넥트: 800G AI 데이터센터를 위한 DAC, AOC, AEC 및 광섬유 선택

2025년 12월 11일 업데이트

2025년 12월 업데이트: 800G가 신규 AI 구축의 기본 사양이 되고 있으며, 1.6T는 개발 시험 단계에 있습니다. AEC 기술이 800G에서 9미터에 도달하여(Marvell/Infraeo OCP 데모) DAC와 AOC 사이의 격차를 해소하며, 광학 솔루션 대비 25-50% 낮은 전력을 소비합니다. NVIDIA LinkX AOC 케이블이 TOP500 HPC 시스템 대다수에 설치되어 있습니다. QSFP-DD800 및 OSFP 폼팩터가 프로덕션 배포를 위해 PAM4를 지원합니다.

생성형 AI 데이터센터는 GPU 클러스터와 저지연 인터커넥트를 지원하기 위해 기존 시설 대비 10배 이상의 광섬유가 필요합니다.¹ 800G 스위치를 수천 개의 GPU에 연결하는 케이블 인프라는 고가의 컴퓨팅 리소스가 완전히 활용되는지, 아니면 네트워크 연결에서 병목이 발생하는지를 결정합니다. 800G가 신규 AI 데이터센터 구축의 기본 선택이 되고 1.6T가 이미 개발 시험 단계에 있는 상황에서, 오늘 내리는 케이블 선택 결정이 향후 수년간의 인프라 유연성을 좌우합니다.²

인터커넥트 환경은 기존의 DAC 대 AOC 선택보다 더 복잡해졌습니다. Active Electrical Cable(AEC)은 이제 구리와 광학 솔루션 사이의 격차를 해소하며, 9미터까지 도달하면서도 능동 광학 대안 대비 25-50% 낮은 전력을 소비합니다.³ 폼팩터는 QSFP-DD에서 OSFP로 진화했으며, 각각 서로 다른 열 및 밀도 요구사항에 최적화되어 있습니다. AI 인프라를 구축하는 조직은 각 시나리오에서 뛰어난 케이블 유형 전반에 걸쳐 거리 요구사항, 전력 예산, 냉각 제약 조건 및 업그레이드 경로를 탐색해야 합니다.

DAC은 단거리에서 최저 비용과 지연 시간을 제공

Direct Attach Copper(DAC) 케이블은 거리가 허용되는 랙 내 연결에서 최적의 선택으로 남아 있습니다. 구리 기반 인터커넥트는 광전 변환이 필요 없어 거의 제로에 가까운 추가 지연으로 신호를 직접 전송합니다.⁴ 단순한 구조와 높은 신뢰성이 운영 복잡성을 줄이면서 비용도 광학 대안보다 상당히 낮게 유지합니다.

800G DAC 제품은 PAM4 기술을 지원하는 QSFP-DD800 또는 OSFP 패키징을 사용합니다. 수동 DAC은 본질적으로 전력을 소비하지 않으며(0.15W 미만), 능동 DAC의 전력 소비량도 광학 모듈보다 훨씬 낮습니다.⁵ 대규모 배포에서는 광학 대안 대비 상당한 금액을 절감하며 비용 이점이 누적됩니다.

거리 제한이 DAC의 적용 범위를 제약합니다. 수동 DAC은 800G 속도에서 약 3미터에 도달하며, 능동 DAC은 5미터까지 확장됩니다.⁶ 상호 연결 거리가 이러한 임계값을 초과하면 전송 손실과 케이블 비유연성으로 인해 DAC은 비실용적입니다.

물리적 특성도 추가적인 과제를 제시합니다. 구리 케이블은 광학 대안보다 두꺼우며, 더 큰 굽힘 반경과 무거운 무게가 고밀도 배포를 복잡하게 만듭니다.⁷ DAC 수가 증가함에 따라 고밀도 랙에서의 케이블 관리가 더 어려워집니다.

DAC의 최적 적용 분야에는 랙 내 서버-ToR(Top of Rack) 스위치 연결, 인접 서버 간 고속 상호 연결, 제한된 거리에서 극단적인 지연 민감도가 있는 환경이 포함됩니다.⁸ Meta의 AI 클러스터 아키텍처는 GPU로의 랙 학습 스위치 연결에 DAC 케이블을 사용하여 프로덕션 AI 인프라에서 이 기술의 역할을 입증합니다.⁹

AOC는 광학 성능으로 도달 범위 확장

Active Optical Cable(AOC)은 광전 변환 모듈을 통합하여 전기 신호를 광으로 변환하여 전송합니다. 이 기술은 800G 구성에서 30~100미터의 전송 거리를 지원하면서 QSFP-DD800 또는 OSFP 패키징을 유지합니다.¹⁰

성능 특성은 중거리 연결에 AOC를 선호합니다. 가벼운 무게, 뛰어난 유연성, 전자기 간섭에 대한 내성이 성능 저하 없이 더 높은 밀도의 배포를 가능하게 합니다.¹¹ 구리 대안보다 우수한 열 방출은 GPU 밀집 환경에서 열 부하 관리에 도움이 됩니다.

전력 소비는 케이블당 1-2W로 DAC보다 높지만, 제공되는 거리 기능에 비해 허용 가능한 수준입니다.¹² 비용은 유사한 사양의 DAC 대비 약 4배에 달하며, 이는 더 복잡한 내부 전자 장치와 광학 부품을 반영합니다.¹³

800G AOC 케이블은 대역폭 요구가 400G를 초과하는 AI 데이터센터, 머신러닝 학습 시설 및 하이퍼스케일 클라우드 환경의 신흥 애플리케이션을 대상으로 합니다.¹⁴ 이 기술은 유연한 케이블링과 중간 전송 거리가 필요한 GPU 클러스터 상호 연결, 열 간 연결 및 대규모 AI 학습 환경에 이상적입니다.¹⁵

NVIDIA LinkX AOC 케이블은 AI 워크로드에 대한 벤더별 최적화를 보여줍니다. LinkX Optics가 설계 및 제조한 이 케이블은 TOP500 HPC 시스템 대다수에 설치되어 있습니다.¹⁶ 제품군은 최대 150미터 거리에서 QDR부터 NDR(400G)까지 지원하는 QSFP 폼팩터를 포함하며, 실제 NVIDIA 네트워킹 및 GPU 시스템에서 100% 테스트를 통해 최적의 신호 무결성을 보장합니다.¹⁷

AEC는 DAC-AOC 격차를 해소

Active Electrical Cable(AEC)은 DAC과 AOC 솔루션 사이의 새로운 중간 지대를 나타냅니다. 이 기술은 케이블 내부에 리타이머 또는 DSP 칩을 통합하여 신호 전송을 향상시키고, 신호를 증폭하고 등화하며 클럭 데이터 복구를 수행하여 구리 전송 문제를 해결합니다.¹⁸

거리 기능은 DAC을 상당히 초과합니다. AEC는 2~9미터의 케이블 길이를 지원하여 고밀도 데이터센터 레이아웃 내에서 랙 간 안정적인 연결을 가능하게 합니다.¹⁹ Marvell과 Infraeo는 2025 OCP Global Summit에서 9미터 800G AEC를 시연하여 7개 랙에 걸친 구리 연결을 가능하게 하고 데이터센터 아키텍처를 전체 행 규모 AI 시스템 설계에 더 가깝게 만들었습니다.²⁰

AOC 대비 전력 효율 이점이 상당합니다. AEC는 양방향 800G 트래픽을 위한 8레인의 106.25G-PAM4 신호를 지원하면서 광학 대안보다 약 20% 낮은 전력을 소비합니다.²¹ 약 10W의 총 전력 소비는 AOC보다 25-50% 낮은 소비를 나타내며, 고밀도 환경에서 공기 흐름과 무게 관리를 개선합니다.²²

비용 대비 성능 포지셔닝은 대규모 배포에서 AEC를 매력적으로 만듭니다. 케이블은 AOC보다 저렴하면서 DAC을 초과하는 기능을 제공하여 대역폭 요구가 높은 환경에서 현명한 투자를 제공합니다.²³ 650 Group의 산업 분석가들은 하이퍼스케일러들이 높은 대역폭, 낮은 전력, 낮은 비용의 솔루션이 필요하다고 언급하며, AEC를 생성형 AI 인프라의 최적 솔루션으로 포지셔닝합니다.²⁴

AEC 시장은 2031년까지 28.2% CAGR로 성장하여 12억 5,700만 달러에 도달할 것으로 예상되며, 이 기술이 AI 클러스터 배포의 표준이 됩니다.²⁵ Amphenol, TE Connectivity, Molex, Credo를 포함한 선도 벤더들이 800G 및 1.6T 시스템을 위해 레인당 112Gbps에서 224Gbps로 확장 가능한 차세대 모듈에 투자하고 있습니다.²⁶

OSFP 대 QSFP-DD 폼팩터 선택

트랜시버 폼팩터는 스위치 포트 밀도, 열 관리 요구사항 및 업그레이드 유연성을 결정합니다. 400G 및 800G 배포를 위해 두 가지 표준이 경쟁합니다: OSFP와 QSFP-DD.

OSFP(Octal Small Form-factor Pluggable)는 고열 용량 애플리케이션에 최적화된 더 큰 기계적 폼을 제공합니다. 이 설계는 최대 15-20W의 전력 방출을 수용하며, 400G 및 800G 연결을 위한 네이티브 8x 레인을 지원합니다.²⁷ OSFP는 링크 신뢰성과 전력 관리가 폼팩터 크기 문제보다 중요한 차세대 AI 클러스터 인터커넥트에서 뛰어납니다.²⁸

트윈 포트 OSFP 800G 구성은 8채널의 전기 신호와 두 개의 400Gbps 광학 또는 구리 엔진이 두 포트로 출력됩니다. 추가 냉각 핀은 17W 트랜시버를 지원하며, "2x400G 트윈 포트 OSFP 핀드 탑" 제품으로 지정됩니다.²⁹

QSFP-DD(Quad Small Form-factor Pluggable Double Density)는 하위 호환성을 통한 유연성을 제공합니다. QSFP-DD 포트는 일반적으로 400G 및 800G 모듈을 모두 실행하여 스위치 교체 없이 점진적 업그레이드를 가능하게 합니다.³⁰ QSFP+, QSFP28, QSFP56 표준과의 완전한 호환성이 원활한 마이그레이션 경로를 제공합니다.³¹

QSFP-DD 400G는 AI 중심 이더넷 환경, 특히 NVIDIA 기반 GPU 클러스터에서 가장 널리 배포된 표준으로 남아 있습니다.³² 이 폼팩터는 낮은 속도에서 점진적으로 업그레이드하는 네트워크에서 지배적입니다.

선택 지침은 배포 전략에 따라 달라집니다. QSFP-DD는 단계적으로 업그레이드하는 네트워크에 적합하고, OSFP는 하위 호환성보다 장기적 확장성을 우선시하는 신규 배포에 적합합니다.³³ 1.6T로의 확장을 예상하는 조직은 향후 더 쉬운 확장을 위해 OSFP 아키텍처를 선호해야 합니다.

거리 기반 케이블 전략

최적의 케이블 선택은 데이터센터 토폴로지 전반의 거리 요구사항을 따릅니다:

랙 내 연결(0-3m): DAC은 최저 비용, 최저 지연, 최저 전력 소비를 제공합니다. 거리가 허용되는 곳에서는 수동 DAC을 사용하고, 추가 신호 컨디셔닝이 성능에 도움이 될 때는 능동 DAC을 사용합니다.

인접 랙 연결(3-7m): AEC는 능동 신호 복원으로 구리의 이점을 확장합니다. AOC 대비 25-50%의 전력 절감이 대규모 GPU 클러스터의 수천 개 연결에서 누적됩니다.

열 간 연결(7-100m): AOC는 데이터 홀에 걸친 스파인-리프 아키텍처에 필요한 도달 범위를 제공합니다. SR8/DR8 멀티모드 모듈은 MTP/MPO 커넥터로 최대 100미터 거리를 지원합니다.³⁴

건물 간 연결(100m-2km+): FR4/LR4 모듈이 장착된 싱글모드 광섬유는 시설 간 클러스터 연결에 필요한 도달 범위를 제공합니다. 미래 대역폭 성장을 계획하여 코어 백본 또는 건물 간 링크에 SMF를 설치합니다.³⁵

ToR 구성에서 서버-리프 GPU 연결은 일반적으로 100-300미터에 걸쳐 있습니다.³⁶ 400G/800G 인터페이스를 사용하는 리프-스파인 링크는 데이터 홀 전체에서 300-800미터에 걸쳐 있습니다.³⁷ 거리 요구사항에 케이블 기술을 맞추면 성능을 보장하면서 비용을 최적화합니다.

NVIDIA LinkX 포트폴리오는 모든 요구사항을 충족

LinkX 제품군은 이더넷의 10G부터 1600G까지, InfiniBand의 EDR부터 XDR까지 업계에서 가장 완벽한 인터커넥트 라인을 제공합니다.³⁸ 제품은 AI 인프라의 모든 거리 및 속도 요구사항을 충족합니다.

800G 및 400G 제품은 Quantum-2 InfiniBand 및 Spectrum-4 SN5600 이더넷 스위치를 ConnectX-7 어댑터, BlueField-3 DPU 및 DGX H100 시스템과 연결합니다.³⁹ 제품 라인에는 3미터에 도달하는 DAC, 3-5미터의 리니어 액티브 구리 케이블, 50미터까지의 멀티모드 광학, 100미터, 500미터, 2킬로미터까지의 싱글모드 광학이 포함됩니다.⁴⁰

듀얼 프로토콜 지원은 재고 관리를 단순화합니다. 100G-PAM4 LinkX 케이블과 트랜시버는 동일한 부품 번호를 사용하여 동일한 장치에서 InfiniBand와 이더넷 프로토콜을 모두 지원합니다.⁴¹ 프로토콜 결정은 Quantum-2 NDR InfiniBand 또는 Spectrum-4 이더넷 스위치에 삽입할 때 발생합니다.

품질 보증은 업계 표준을 초과합니다. IBTA 준수 외에도 LinkX 인증 케이블은 실제 NVIDIA 네트워킹 및 GPU 시스템에서 100% 테스트를 거쳐 최적의 신호 무결성과 엔드투엔드 성능을 보장합니다.⁴² 테스트 요구사항은 이더넷 AOC 업계 표준을 초과하여 슈퍼컴퓨터급 품질 수준을 충족합니다.

고밀도에서의 굽힘 반경 및 케이블 관리

고밀도 배포에서는 케이블 라우팅과 굽힘 반경 유지에 세심한 주의가 필요합니다. 부적절한 굽힘은 신호 감쇠와 시간이 지남에 따라 성능을 저하시키는 영구적인 광섬유 손상을 유발합니다.

표준 굽힘 반경 지침은 광섬유 케이블이 외경의 10배보다 더 좁게 구부러지면 안 된다고 명시합니다.⁴³ 설치 단계에서는 직경의 20배라는 더 보수적인 최소값이 필요합니다.⁴⁴ 온도 변화, 진동 및 움직임은 광섬유 굽힘 특성을 변화시키므로, 고진동 또는 지진 환경에서는 굽힘 반경을 35% 증가시켜야 합니다.⁴⁵

굽힘 내성 광섬유 옵션은 제약을 줄입니다. ITU G.657 사양은 표준 G.652 광섬유의 30mm와 비교하여 5mm(G.657.B2)에서 10mm(G.657.A1)까지의 최소 굽힘 반경을 가진 굽힘 내성 싱글모드 광섬유를 정의합니다.⁴⁶ 그러나 고광섬유 수의 데이터센터 케이블은 손상 없이 이러한 촘촘한 반경을 물리적으로 달성할 수 없는 뻣뻣한 구조를 만들어

[번역을 위해 콘텐츠 잘림]