高速リンク用の PAM4

100G, 400G, 800G optical module, oscillator, differential

データセンターでは、増大する帯域幅需要に対応するため、より高スループットのリンクを導入しています。これにより、トランシーバーのタイミングマージンの重要性が増しています。同時に、フォームファクタは縮小し、動作環境はより高密度かつ高温になっています。

SiTimeの高精度タイミングソリューションは、400Gbps以上の高速リンクに最適です。これらのMEMSベースデバイスは、小型フットプリントで厳しいジッタ要件を満たし、温度過渡、電源ノイズ、その他の環境要因に対する優れた耐性を備えています。

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SiTime MEMSタイミングの利点

完全なMEMSクロックツリー

低ジッタ差動MEMS XO

低ジッタクロックジェネレータ

実世界の条件でより堅牢

105°C、気流と熱に耐性あり

電源ノイズに対する耐性

周波数安定性と信頼性の向上

小型で使いやすい

小さなフットプリント

カードの裏に収まる厚さ1mm以下

水晶の信頼性の問題なし

PAM4ベースの高速リンクブロック図

400G光モジュール

マルチポートネットワークスイッチSoC

PAM4高速リンク向けMEMSタイミング

デバイス	主な特徴	主要な値
差動発振器 SiT9375 25～644.5MHz、 70 fsの積分位相ジッタ^[1] SiT9501 25～644.5MHz、 150 fs積分位相ジッタ^[1]	±20 ppm～±50 ppmの周波数安定性 LVPECL、LVDS、HCSL信号オプション 1.8V～3.3V 0.01 ps/mV PSNR -40℃～105℃ 2.0 x 1.6、2.5 x 2.0、3.2 x 2.5 mmパッケージ	厳しいジッタ要件を満たす小さなPCBフットプリント、簡単なレイアウト柔軟性による簡単な設計 MEMSの信頼性
クロックジェネレータ SiT91211 ^[2] 1～750MHz、 200 fs積分位相ジッタ^[1] SiT91213 ^[2] 1～750MHz、 90 fs積分位相ジッタ^[1]	4つの差動出力クロック ±20 ppmの周波数安定性 LVDS、LVPECL、LPHCSL信号オプション 0.01 ps/mV PSRR -40℃～105℃ 4 mm x 4 mmパッケージ	複数の低ジッタクロックでクロックツリー設計を簡素化プログラム可能なクロックは複雑なクロックアーキテクチャに柔軟性を追加します過酷な優れた周波数安定性とノイズ耐性を実現小さなPCBフットプリント、コンパクトなレイアウト

^[1] 12kHz～20MHzの積分範囲。 ^[2]在庫状況についてはSiTimeにお問い合わせください。

データセンターでは、高密度のラックベースサーバーにおけるユーザーアプリケーション負荷の増加によって発生するデータトラフィックに対応するため、極めて信頼性の高い200Gbps、400Gbps、あるいはそれ以上のスループットを実現するリンクが必要です。PAM4は、4レベルパルス振幅変調（Pulse Amplitude Modulation, 4-Level）の略です。これは、400Gbpsおよび800Gbpsの高速リンクを実現する重要な技術です。

イーサネット帯域幅の需要増加により、ネットワークインフラベンダーとデータセンターベンダーは、イーサネットの高速化を目指しています。ルーター、スイッチ、データセンターのイーサネットリンクなど、ほとんどのネットワークインフラは400Gbpsのリンクを導入しており、既に800Gbpsのリンクの導入を計画しています。

高速イーサネットリンク（10Gbps以上）がPAM4採用への動きのきっかけとなりましたが、400Gbpsや800Gbpsの速度はPAM4なしでは実現できません。PCB製造技術の進歩により信号トレースの許容誤差が縮小されたことで、高速SERDESリンク（56Gおよび112G）にPAM4を導入できるようになり、レーザー技術の向上により光ファイバーリンクにもPAM4を導入できるようになりました。

通信インフラベンダーは、ストリーミングコンテンツプロバイダーからのデータ帯域幅の増加に対する要求を満たすために、SiTime の MEMS ベースの発振器とクロック製品に依存しています。