日立、IT装置向け高速データ伝送を実現する送受信器の試作に成功

IT装置向け高速データ伝送を実現する送受信器の試作に成功
IEEE規格を超える信号損失４０dB（デシベル）での２５Gb／s（ギガビット／秒）データ伝送を実現

　※図１は添付の関連資料を参照

　株式会社日立製作所（執行役社長兼COO：東原　敏昭／以下、日立）は、このたび、ストレージやサーバなどのIT装置内において、プリント基板の配線を利用してLSIチップ間を高速でデータ伝送できる送受信器の試作に成功しました。本送受信器には、信号損失が最大４０dB（＊１）となる条件において、劣化した信号を高精度に復元し、２５Gb／sでデータ伝送を行うことを可能とする信号再生回路（Decision　Feedback　Equalizer／以下、DFE）を搭載しています。本機能によりIT装置内において複数のプリント基板を跨ぐ信号損失が大きな配線においても、２５Gb／sで伝送された信号の誤り率（ビットエラーレート）が１０−１４以下（＊２）となる高速かつ高品質なデータ伝送が可能となることを確認しました。
　IT装置内のデータ伝送に関わるイーサネットの標準規格IEEE８０２．３bj（＊３）では、信号損失３５dBで２５Gb／sのデータ伝送を規定していますが、本送受信器は規格を上回る性能を得ています。本送受信器はIT装置間のデータ伝送にも適用可能であり、次世代の高性能IT装置を実現するキー技術となります。

　近年、企業や社会活動で発生するデータは爆発的に増加しており、さまざまな分野において発生するデータを分析し、新たなビジネスやサービスを創出する動きが加速しています。この膨大な情報処理に対応するため、IT装置では信号線１本あたりのデータ伝送速度を従来の１０Gb／sから２５Gb／sへの高速化対応が進められていますが、一方で配線の表皮効果（＊４）や基板の誘電損失（＊５）による信号損失が増大するという課題が発生しています。
　さらにIT装置内において複数のプリント基板を跨いでデータ伝送を行う場合には、プリント基板同士をつなぐコネクタ部の不連続性等による信号損失が発生するため、トータルの信号損失がイーサネットの標準規格IEEE８０２．３bjで規定された信号損失３５dBを上回る値となります。信号損失を補うために、DFEを搭載した送受信器が使用されていますが、２５Gb／sデータ伝送では複数のプリント基板を跨いだデータ伝送には対応できないという課題がありました。

　そこで、日立はこれらの課題に対応可能なDFEを搭載した送受信器を試作しました。DFEは、帰還（参照）するデータ数が多いほどデータ復元性能は高まるものの、時間精度が劣化することにより逆にデータの復元能力が低下するため、従来は最長でも１５データ分の帰還（参照）に留まっていました。今回試作したDFEは帰還する過去データを従来の１５データから３６データに拡大しながらも、ランダムなデータ列の中から時間精度が高く帰還（参照）できるデータパターンのみを選択することで、大きな信号損失の発生に対しても対応が可能となりました。さらに試作した本送受信器を用いて２５Gb／sのデータ伝送での伝送実験を行ったところ、IT装置への適用に必要な４０dBの信号損失を持つ伝送路においても、信号の誤り率（ビットエラーレート）１０−１４以下という高品質な信号伝送に成功しました。

　なお、今回試作した送受信器では、クロック発生器の内部電圧をデータ伝送速度に応じて自動制御することで、さまざまなデータ伝送速度を持つ通信規格に対応（＊６）しています。

　今後は本送受信器をストレージ、サーバなどのIT装置に組み入れ、ビックデータ解析等に対応可能な１００Gb／sのインターフェースを備えたIT装置の製品化と、次々世代の伝送速度である４００Gb／sのデータ伝送をめざします。

　本成果の一部は、２０１５年２月２２日〜２６日まで、米国サンフランシスコで開催される国際固体素子回路会議（ISSCC２０１５：International　Solid　State　Circuits　Conference）で発表します。

　※注釈は添付の関連資料を参照


■他社商標注記
　イーサネットは、富士ゼロックス株式会社の登録商標です。


以上