224G PAM-4は、主にデータセンターや通信ネットワークで使用される超高速デジタル通信規格を指します。これは、信号速度と変調方式から命名されています。
🚀 224G PAM-4の概要
224G PAM-4は、以下の要素で構成される技術です。
-
224G (224 Giga-symbols per second):
-
これは信号のボーレート（シンボルレート）を指します。すなわち、1秒間に2240億個のシンボルが伝送されます。
-
レーンあたりの速度が 112 Gbaud（ギガボー）である場合、PAM-4変調を用いることで 2 X 112 = 224 Gbps（ギガビット毎秒）のデータレートを達成できます。224Gは、この実効データレートを示すために用いられることもあります。
-
-
PAM-4 (Pulse Amplitude Modulation with 4 levels):
-
使用される変調方式です。信号の振幅レベルを4段階に分け、1つのシンボルで2ビット（log2(4) = 2）のデータを伝送します。
-
これにより、従来のNRZ（Non-Return-to-Zero、2レベル変調）と比較して、同じボーレートで2倍のデータレートを達成できます。
-
🌟 目的
この技術は、AI/機械学習、クラウドコンピューティング、およびHPC（ハイパフォーマンスコンピューティング）の爆発的な成長によって生じるネットワーク帯域幅の劇的な需要を満たすために開発されています。
📈 技術的な課題とシグナルインテグリティ
224G PAM-4は、非常に高い速度で動作するため、シグナルインテグリティ（信号品質）の維持が極めて困難になります。
1. 信号品質の低下
-
信号レベルの狭小化: PAM-4は4つのレベルを使用するため、信号レベル間の間隔がNRZの約1/3になり、ノイズに対する耐性（SN比）が低下します。
-
挿入損失（Loss）: 周波数が高くなるほど、伝送路（PCBトレース、ケーブル、パッケージ）での損失が大きくなり、信号の減衰が深刻になります。
-
クロストーク（Crosstalk）: 隣接する信号線との電磁結合によるノイズ結合が増大し、信号品質をさらに悪化させます。
2. 対応技術
これらの課題を克服するため、以下の技術が重要になります。
-
高度な等化（Equalization）: 送信機側（Tx）と受信機側（Rx）の両方で、FFE（Feed-Forward Equalization）や DFE（Decision Feedback Equalization）などの高度なイコライザを使用して、チャネルで発生する**符号間干渉（ISI）**を補償します。
-
低損失材料: 伝送路に、従来のFR4よりも誘電率や損失率が低い低損失なPCB材料を使用します。
-
先進的な経路構造: 前述のスキップレイヤー経路構造など、シグナルインテグリティを最適化するための特殊な配線技術が採用されます。
224G PAM-4の導入は、データセンターのフロントパネル帯域幅を 51.2 Tbps や 102.4 Tbps のレベルに引き上げるための重要なステップとなります。
下記資料では「224G PAM-4 チャネルのためのPCBおよびパッケージデザイン」について詳しく解説されています。
https://resources.altium.com/jp/p/pcb-and-package-design-224g-pam-4-channels
 |
 |
SSG6M80Aシリーズ ・Coming soon
|
 |
 |
 |
SSA6000A Series Signal Analyzer Main Features ・Coming soon
|
 |
SNA6000A Series Vector Network Analyzer Key Features
|
