プレスリリース

伝家の宝刀、省エネに優れた武器

富士通の多チャネル高速送受信回路技術はブレードサーバの性能より強力に

富士通株式会社は、ブレードサーバーの性能の向上とエネルギー消費の低減に用いる省エネコンパクト多チャネル高速送受信回路を既に開発したと先日発表した。

多数のサーバブレードにより構成された高性能ブレードサーバシステム内部の中で、中間サーババックプレーンの回路基板を介してサーバのデータ伝送チャネルを提供することができる。また、新しい送受信回路は中間サーババックプレーン⁽¹⁾の伝送連結にも用いられ、10Gbps高速データの伝送を実現する。従来の技術と比べ、、新しい回路設計は更に省エネ・コンパクトで、消費電力を4分の3に下げ、サイズを半分に減らすことを基礎とした上で、中間サーババックプレーンのデータ伝送チャンネルとして、4チャンネルの10Gbps伝送能力を実現できる。且つ、新しい回路はサーバの中間バックプレーンに用いられ、ブレードサーバシステムのより高い性能の要求を満たし、高密度実装、高速伝送と低消費電力を実現できる。

現在のサーバメーカによるブレードサーバーシステムにおいて、サーバの基本的なコンポーネント（例えばCPUとメモリ）は先ずサーバブレードの露出回路基板上に据え付けられ、それから多数のサーバブレードより構成されるサーバシステムの中に組み込まれる。 これは現在人気のあるITシステムの設計方法として、スペースの削減と運営効率の向上が目的である。 近年、“グリーンIT”の流行に伴って、省エネ・効率アップ、高密度IT設備の需要が急激に増えている。 また、ブレードサーバ間のデータ伝送を担っている回路基板（ブレード交換）の送受信回路の高密度、低消費電力化と高性能に対する市場の要求は日増しに増えている。従って、富士通は一歩進んでブレードサーバーの高性能を高めるため、一連の新しい技術の研究開発を強化することにしている。例えば、10GPS高速伝送のバックプレーン中間技術（一種多数のサーバブレードを連結した通信回路基板）と多チャネル高速伝送技術等（図1）である。

しかし、中間バックプレーン上に10Gbps伝送能力をサポートする高速送受信回路を集積する場合、中間バックプレーン上の伝送損失の補填、クロストークと反射⁽²⁾によるノイズの抑え込み等を含む、一連の要となる技術の難題を必ず克服しなければならない。もし一般的な高速送受信回路の伝送損失補填によってノイズを抑える場合、必ずマルチレベルのバランス回路を採用してこそ充分な伝送補填が実現できるが、これと同時に消費電力とサイズを増やすことになる。

そのため、多チャンネル高速送受信回路を介したサーバの性能、省エネと高密度の向上は業界で常に課題となっている。

充分な研究と分析を基に、富士通の実験室では二種類の異なるバランス回路⁽³⁾の長所を結合させ、伝送損失による信号の歪みを出来るだけ減らす新しいバランス回路の制御方法を開発し、且つこの様な制御方法を受信バランス回路の中に移植した。新しい方法を移植してから、受信バランス回路は多チャンネル10Gbpsの伝送能力を具備し、且つ複数のバランス回路が無くてもよくなったので、多くの優位性をもたらしている。即ち、より速い伝送速度、より低い消費電力、より小さいノイズ及び中間バックプレーンの損失補填に必要な能力を提供する等の優位性があるということである。それ以外にも、新しい受信バランス回路の制御方法は従来の方法に必要なマトリックス掛け算の演算を必要とせず、スカラー加算と引き算の作業のみを使うため、論理回路を簡素化し、スペースの要求を低減することができる。

上記技術と90nmCMOS技術との合併を通じて、富士通の実験室で開発された 4チャネル高速送受信回路は10Gbpsの中間バックプレーンの伝送速度を実現し、且つこの伝送能力は既に検証済みである（図2）。市場でこの技術を採用していない一般的な高速送受信回路と比べ、新しい回路の受信回路部分のサイズは約半分に減少し、消費電力も4分の3に下がっている。また、新しい技術を採用してから、受信回路は充分な多チャネル空間を提供することができ、4チャネルの実現をサポートすることにより性能を4倍に高めている。中間バックプレーンの10Gbpsの伝送が多チャネルを通じて実現できるため、10Gbpsより高い効果的な伝送速度を獲得できる。

特筆すべきことは、従来のサーバと比べ、新しい送受信回路は複数チャンネルを集積し、且つLSIを組み込むことで高性能交換を獲得し、高密度実装と高速伝送を要求するブレードサーバーに応用されることになる。また、新しい技術は将来の40Gbpsイーサネットに用いられ、サーバシステムの性能を改善し、高密度実装と低消費電力を達成できる。 そのため、富士通（中国）情報システム有限公司の首席技術官を担当する周一平は次のように述べている： "富士通は、常に最先端技術の追求に力を注ぎ、富士通が開発した多チャネル高速送受信回路の新しい技術は今後富士通PRIMERGYの新しいブレードサーバシリーズ製品に応用される。これらの取り組みはグリーンな革新的理念に対する創造的な考えと解釈だけでなく、同時に絶えず強化される性能とより高い投資への保護を提供し、これら全ては顧客の業務がダイナミックなビジネス環境の中で核心的な競争への優位性を獲得できるようサポートしている。”

専門用語及び備考

1  中間バックプレーン:

通信回路基板の一種で、高密度インターフェースを多層プリント回路上に実装し、サーバのその他大量の回路基板間のアクセスをサポートする中間バックプレーンは高密度、高性能サーバシステム中の核心的な通信チャンネルである。時には“中間基板”とも称する。

2  カスケードと反射によるノイズ情報:

カスケードは隣接する回路間の信号干渉を指す。反射は通信特性（例えばインターフェース特性等）の不整合によるノイズを指す。カスケードと反射はいずれも高速通信を妨げることになる。

3  二種類のバランス回路:

単極判定帰還等化器はカスケードと反射を最大限に抑える；リニア減衰等化器は伝送損失を補填する。従来は、普通多極判定帰還等化器を使用して中間バックプレーンの伝送損失を補填した。

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