什么是直连铜缆 (DAC)？它在人工智能服务器和数据中心中的应用详解
人工智能、云计算和高性能计算 (HPC) 的快速发展，对服务器和数据中心内部更快的数据传输提出了前所未有的需求。随着 GPU 性能的不断提升和 AI 集群的持续扩展，服务器、交换机、存储系统和网络设备之间的高效连接已成为影响系统整体性能的关键因素。
在当今各种高速互连解决方案中，直连铜缆 (DAC) 仍然是短距离、高带宽通信最广泛使用的选择之一。但DAC线缆究竟是什么？尽管光互连技术兴起，为什么它在现代人工智能基础设施中仍然扮演着重要角色？
本指南解释了 DAC 技术的基本原理、优势和局限性，以及其在 AI 服务器和数据中心中的关键应用。
什么是DAC线缆？
直接连接铜缆 (DAC) 是一种工厂预端接的高速铜缆组件，用于直接连接网络设备，而无需单独的收发器。
与传统的光纤解决方案不同，DAC 电缆将连接器和铜导体集成到一个组件中，使设备能够在短距离内以低延迟和低功耗进行通信。
典型的DAC线缆用于连接：
· 服务器到交换机
· 开关到开关
· 存储系统
GPU服务器
· 高性能计算集群
· 人工智能训练基础设施
大多数情况下，DAC线缆都配备高速接口，例如：
· SFP+
· SFP28
· QSFP+
· QSFP28
· QSFP56
· QSFP-DD
· OSFP
随着网络速度的不断提高，DAC 技术不断发展，以支持从 10G 和 25G 到 400G、800G 以及新兴的 1.6T 应用的传输速率。
为什么DAC线缆在人工智能基础设施中如此重要
人工智能工作负载会产生海量数据。在训练大型语言模型或处理海量数据集时，GPU 必须不断地与以下设备交换信息：
其他GPU
· CPU
· 存储系统
网络交换机
在许多人工智能集群中，数据传输与计算能力同等重要。即使速度最快的GPU，如果设备之间的通信速度慢，也无法得到充分利用。这时，DAC线缆就发挥了至关重要的作用。
他们提供：
· 高速连接
· 低延迟通信
· 降低能耗
· 经济高效的部署
对于机架内部和相邻机架之间的短距离连接，DAC 电缆通常是最实用的解决方案。
DAC线缆的工作原理是什么？
从本质上讲，DAC 线缆是一个精心设计的高速传输通道。典型的高速DAC线缆包含以下部件：
指挥家
导体充当信号传输路径。常用导体选项包括：
裸铜
镀锡铜
镀银铜
高频性能和衰减特性受导体材料和结构的影响很大。
绝缘层
绝缘材料直接影响信号完整性。常用材料包括：
· FEP
· 泡沫FEP
· PE
· PP
低介电常数材料有助于减少信号损耗并支持更高的传输速度。
屏蔽层
屏蔽层可以保护高速信号免受电磁干扰 (EMI) 的影响。常见的屏蔽结构包括：
· 铝箔
· 铜箔
·编织屏蔽层
适当的屏蔽措施可最大限度地减少：
· 信号泄漏
· 外部干扰
·串扰
聚酯薄膜和结构层
聚酯薄膜和聚酯胶带有助于保持电缆几何形状和阻抗稳定性。这些层：
· 保持配对位置
· 提高电气一致性
·保护屏蔽结构
· 提高机械可靠性
对于高速通信而言，保持稳定的电缆结构至关重要。
被动式DAC与主动式DAC
DAC线缆一般分为两类。
无源DAC
无源DAC线缆不包含信号放大电路。其特点包括：
· 成本更低
· 更低的能耗
· 更简单的架构
· 极佳的可靠性
典型覆盖范围：
· 最高可达 3–5 米
应用领域：
· 服务器到交换机的连接
· 机架内网络
有源DAC
有源DAC线缆在连接器内部集成了信号调理电子元件。优势包括：
·更长的传输距离
· 信号质量提升
· 在高数据速率下性能更佳
典型覆盖范围：
· 根据设计，长度可达 7-15 米
应用领域：
· 更大的机架配置
· 高密度网络环境
为什么人工智能数据中心仍然使用铜缆？
许多人认为光纤已经完全取代了铜缆。实际上，这两种技术是并存的。对于短距离互连，DAC 线缆通常具有显著优势。
成本更低
DAC组件的成本通常低于同等的光学解决方案。在大型人工智能集群中部署数千个连接时，这一点尤为重要。
更低的能耗
光纤链路两端都需要光收发器。DAC线缆消除了这一要求，从而降低了整体功耗。
在超大规模数据中心，即使是少量的节能也能大幅降低运营成本。
降低延迟
由于信号无需光转换即可直接通过铜导体传输，因此 DAC 解决方案可以提供极低的延迟。这对于需要快速数据交换的人工智能训练环境尤其有利。
更简便的部署
DAC线缆是即插即用的解决方案。无需单独的光学元件，简化了安装和库存管理。
数据中心中常见的DAC应用
服务器到交换机的连接
这是DAC最常见的应用。服务器使用短DAC组件直接连接到机架顶部（ToR）交换机。福利包括：
· 降低布线复杂性
· 降低部署成本
· 可靠的高速通信
GPU集群网络
AI 训练集群通常需要大量 GPU 服务器，这些服务器通过高带宽交换结构连接。DAC线缆有助于支撑：
· GPU到交换机的连接
· 高密度机架设计
· 成本效益高的扩展
存储网络
高速存储系统依赖于低延迟通信。DAC线缆可在以下两者之间提供可靠的连接：
· 存储阵列
· 计算节点
网络交换机
高性能计算（HPC）
超级计算机和高性能计算环境需要极快的数据交换速度。DAC 线缆广泛用于信号完整性和延迟要求极高的短距离互连。
SUNKEAN高速DAC线缆的性能
随着人工智能计算和数据中心网络的不断发展，SUNKEAN 提供专为严苛通信环境设计的高速铜缆解决方案。我们的制造能力包括：
· 高性能导体选项，包括镀银铜
· 采用泡沫FEP绝缘技术，降低信号损耗
· 用于电磁干扰防护的精密屏蔽结构
· 先进的挤出和缠绕工艺
· SIKORA 实时在线监控系统
· Rosendahl 发泡设备
· 67GHz 网络分析仪验证
直连铜缆 (DAC) 仍然是现代 AI 服务器和数据中心最重要的连接解决方案之一。它们兼具低延迟、低功耗、成本效益和部署简便等优点，因此特别适用于短距离高速互连。
随着行业从 112G 信号传输过渡到 224G 及更高速率，DAC 电缆的设计和制造精度将变得越来越重要。对于数据中心运营商、人工智能基础设施建设者和设备制造商而言，选择高质量的 DAC 电缆解决方案对于确保可靠、可扩展且面向未来的网络性能至关重要。
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