2025년 8월 5일

By Matthew Bolig
Senior Advisor, Product & Technology Marketing

레인당 448G 기술 개발이 현재 어느 단계에 있고 AI 시대의 차세대 데이터 센터 네트워킹을 정의하기 위해 혁신과 협업이 어떤 시너지를 창출하고 있는지 알아보십시오.

지난 2년 이상 기술 분야의 큰 화제는 단연 AI였습니다. AI는 전 세계 경제의 모든 분야에서 막대한 기회를 이끌어내는 경제 성장의 기관차로 자리 잡고 있습니다. 아직도 많은 사람들이 적응 중인 이 기관차의 특징 중 하나는 AI 기반 수요가 산업 전반을 상상 이상으로 빠르게 견인하고 있다는 점입니다.

혁신이 얼마나 빠르게 진행되고 있는지를 단적으로 보여주는 사례가 바로 데이터 센터 네트워킹 분야입니다. 레인당 224Gbps 기술 기반의 1.6T IMDD 속도 노드는 2025년 하반기부터 본격적으로 운용할 예정입니다. 하지만 놀라운 사실은 Ciena가 이미 거의 1년 전부터 차세대로 향하는 길을 준비하고 있었다는 점입니다. 2024 Open Compute Project Global Summit에서 Ciena는 448G PAM4 기술을 실시간으로 시연하고 해당 속도에서 세계 최초로 구현된 데이터 아이를 공개하며 업계를 선도하고 있음을 입증했습니다.

Ciena Booth at OCP Global Summit_October 2024

2024년 10월 OCP Global Summit, Ciena 부스

이 현상의 실제 속도를 체감하려면 과거를 되짚어보는 것이 좋습니다.  클라우드 데이터 센터에 최적화된 네트워킹 장비의 역사는 2014년 진정한 데이터 센터 스위치가 사상 최초로 등장하면서 시작되었습니다.  2014년 이후로 11년 동안 데이터 센터 스위치의 레인 속도는 25G에서 50G로, 50G에서 100G로 진화하며 두 차례 업그레이드를 거쳤습니다. AI 중심의 수요는 네트워킹 산업에 단기간 동안 두 단계의 속도 업그레이드를 종용하고 있습니다. 더욱 놀라운 점은, 기술이 펨토초 영역으로 접어들면서 이러한 속도 향상에 기하급수적으로 복잡해진 기술적 난관이 포진하고 있다는 사실입니다.

고속 IO를 향한 변화의 물결 속에서 Near-package와 Co-package 광 기술의 등장이 어떤 영향을 미칠지에 대한 의문이 있을 수도 있습니다.  아래에 자세히 설명된 것처럼, 448G 신호 기술의 핵심 이점 중 하나는 GPU 성능 향상에 직접적으로 기여합니다. 따라서 속도 향상의 가치는 상호 연결 구현 방식에 관계없이 시스템 전체에 영향을 미칩니다.

Data Center Optics Evolution Diagram

데이터 센터 광부품 기술의 진화

데이터 센터 대역폭 증가에 대한 수요

더 빠른 속도로 전달할 대역폭 증가가 필요한 주요 요인 중 하나는 GPU의 진화와 그에 따른 칩의 물리적 아키텍처 변화에서 비롯됩니다. 연산 성능에 대한 수요가 급증함에 따라, GPU는 가능한 많은 연산 회로를 집적하기 위해 점점 더 대형화되고 있으며, 일부는 최대 800mm2에 달하는 리티클 한계 크기까지 도달했습니다. 물론, 오늘날의 GPU는 수천 개에서 수만 개에 이르는 클러스터 구조로 설계되고 있습니다. 이는 막대한 양의 데이터를 GPU의 고속 IO를 통해 칩 외부로 전송해야 함을 의미하며, 이는 일반적으로 ‘비치프런트’라 불리는 다이 외곽에 배치됩니다. 여기서 한 가지 문제가 발생합니다. 다이 크기가 커질수록 컴퓨팅 리소스는 면적에 비례해 증가하는 반면, 고속 IO 리소스는 외곽에만 추가됩니다. 이것이 바로 비치프런트 한계로 알려진 문제입니다.

매우 단순하게 설명한 이 예시는 다이 크기가 커질수록 비치프런트 대비 컴퓨팅 리소스의 비율이 감소하는 방식을 보여줍니다.  이 시나리오에서는 세대 업그레이드를 통해 GPU 크기가 24mm2에서 28mm2로 증가합니다. 이 경우 칩 중앙의 연산 영역은 576mm2에서 784mm2로 증가하므로 약 36% 향상된 셈입니다.

Illustration of How Larger Dies Change Compute to IO Ratio

대형 다이가 컴퓨팅 대비 IO 비율을 바꾸는 방식

동시에 비치프런트 영역이 위치한 다이 외곽 둘레는 96mm에서 112mm로 약 17%만 증가했습니다. 즉, 다른 조건이 모두 동일할 경우, 2세대 GPU로의 전환이 외부 통신 자원보다 데이터 생성 리소스를 약 20% 더 많이 증가시킨 셈입니다. 비치프런트 IO의 데이터 전송 속도를 높이는 것은 이러한 한계로 인해 발생하는 병목 현상을 완화하는 효과적인 방법으로 입증되었습니다.

OFC 2025에서 보여준 Ciena의 448G 기술 리더십

Ciena는 비치프런트 문제에 정면으로 도전하고 있습니다. Ciena는 2024년 OCP에서 선보인 448G PAM 데모와 관련기술발표를 시작으로 이 기술을 놀라운 속도로 끊임없이 발전시켜 왔습니다.  OFC 2025에서 우리는 세 가지 주요 기술을 선보였습니다. 시연 주제는 매번 달랐지만, 그 이면에는 하나의 공통된 목표가 있었습니다.  바로 고객이 요구하는 솔루션을 더 빠르게 제공할 수 있도록 업계 생태계의 추진 속도를 가속화하는 것입니다. 각 시연별 주요 내용과 추진 중인 혁신 내용들을 좀 더 자세히 살펴보겠습니다:

1. Ciena는 OFC 2025 송신 광 시연에서 Coherent와 협력해 개발한 EML(전기흡수 변조 레이저)을 기반으로, 400G PAM4 데이터 아이를 보여주었습니다.  EML은 역사적으로 새로운 데이터 센터 네트워크 속도 노드 도입 시 가장 먼저 운용된 레이저였으며, 현재도 운영되는 단일모드 링크의 상당 부분에서 핵심 역할을 수행하고 있습니다.  DSP 송신기와 EML을 포함한 448G 송신 기술을 시연하는 것은 전체 생태계를 한 단계 끌어올리는 데 있어 중요한 이정표입니다.

OFC 2025 400G PAM4 Optical Demo in Partnership with Coherent

Coherent와 협력하여 선보인 OFC 2025 400G PAM4 광 시연

2. Ciena가 OIF 부스에서 선보인 448G 호스트 인터페이스 시연은 큰 주목을 받았고, 그럴 만한 이유가 있었습니다. 448G 구현과 관련해 가장 뜨거운 이슈 중 하나는 바로 호스트 측 변조 방식으로, 광 인터페이스에서는 드러나지 않는 대역폭 제약이 구리 상호 연결에서 새로운 과제로 떠오르고 있습니다. 최근 PAM6에 대한 관심이 높아지고 있지만, 여전히 해결해야 할 과제가 많으며, Ciena는 이 분야의 발전을 이끄는 핵심 역할을 하고 있습니다. 이는 Ciena의 호스트 인터페이스 SERDES가 PAM4, PAM6, PAM8을 모두 지원함으로써, 정량적 데이터 수집과 분석을 포함한 필수적인 실험을 가능하게 하기 때문입니다. 이번 주요 시연을 통해 그 가능성을 직접 입증했습니다.  올해 ECOC에 참석하신다면 Ciena의 발표 세션 "AI 동력강화: 448G 전기상호연결을위한변조전략탐색"을 통해 이 분야의 최신 기술 발전을 직접 확인하실 수 있습니다.
OFC 2025 Demo at OIF Booth Showing 448G Data Using Different Modulation Formats

OFC 2025 OIF 부스에서 다양한 변조 방식을 활용한 448G 데이터 시연

실제로 Ciena는 자사의 변조가 유연한 기술 플랫폼을 활용해 중요한 기술 연구 작업을 활발히 진행하고 있습니다. 이 작업의 일부는 2025년 4월 OIF 워크숍에서 Ciena의 수석 엔지니어링 디렉터 Naim Ben-Hamida가 후속 발표를 통해 상세히 소개하며, 변조 방식 간의 트레이드오프에 대한 추가 데이터와 인사이트를 공유했습니다. 해당 프레젠테이션의 슬라이드는 여기에서 확인할 수 있습니다.

Ciena Senior Director for Analog Design_Naim Ben-Hamida_ Presents as OIF Workshop in April of 2025

Ciena 아날로그 설계 수석 디렉터 Naim Ben-Hamida, 2025년 4월 OIF 워크숍에서 발표

3. OFC 2025에서 Ciena의 448G 기술 시연의 마지막 내용으로 448G 데이터 8레인으로 구성된 세계 최초의 완전 작동 2km의 3.2T 링크 성능을 다룬 마감 후 논문이 발표되었습니다. 이논문은 Keysight, HyperLight, McGill University와의 협력을 통해 작성되었습니다.  HyperLight는 이번 실험에 사용된 TFLN(박막 리튬 나이오베이트) 변조기를 제공했으며, McGill University는 테스트를 주관하고 지원했습니다.  이 논문은 단일 레인 동작에 대한 과학적 기반을 토대로 실제 운용 솔루션과 흡사한 시스템을 개발하는 선구적인 연구 내용을 담고 있습니다.

Optical Data Eye at 448G Used for 2km Link Demo Described in Post-Deadline Paper with McGill University_ Hyperlight and Keysight McGill University, HyperLight, Keysight와 공동 진행한 마감 후 논문에서 소개된 2km 링크 시연용 448G 광 데이터 아이

이번 실험의 구성과 결과에 대한 자세한 정보는 다음 연관 소개 영상에서 확인할 수 있습니다.

448G 기술 발전을 이끄는 협업의 힘

다행스러운 점은 업계 전체가 448G를 향한 움직임에 긴박감을 가지고 발 빠르게 대응하고 있다는 것입니다. 현재 업계 참여자들이 448G 기술 현황을 도입하는 주기가 약 6개월 단위로 자리 잡아가고 있는 모습입니다. 이러한 흐름은 2024년 11월 Ethernet Alliance가 주최한 TEF(기술 탐색 포럼)에서 시작되었으며, 최근에는 2025년 4월에 OIF가 주관한 448G 워크숍으로 이어졌습니다. 이러한 행사는 매우 중요한 역할을 하고 있는데, 신흥 생태계를 함께 구축하는 다양한 기술 공급업체들과 이 기술의 최종 소비자이자 요구 사항을 가장 잘 설명할 위치에 있는 클라우드 서비스 제공업체들이 한자리에 모이기 때문입니다. 특히, IEEE도 2025년 6월에 개최된 NEA(새로운 이더넷 활용처) 비공식 회의를 통해 448G 관련 논의를 본격적으로 시작했습니다. 이는 AI 시대에 첫 세대의 IEEE 프로토콜을 개발하기 위한 첫 단계에 불과합니다.

차세대 데이터 센터 AI 네트워킹을 내다볼 때 두 가지 분명한 점이 있습니다.  업계는 448G 인프라를 반드시 그리고 신속하게 제공해야 합니다. 이를 위해서는 방대한 수의 생태계 참여자들이 막대한 노력을 기울여야 합니다. 반도체 업체, PCB 제조사, 고급 케이블 및 커넥터 공급업체, 표준화 기구, 그리고 특히 클라우드 서비스 제공업체에 이르기까지 모든 참여자들이 힘을 모아서 더 긴밀한 협업과 공조라는 새로운 패러다임으로 진화해야 이번 과제를 성공으로 이끌 수 있습니다.  초기 징후는 희망적인 전망을 보여주고 있습니다.  이제 이 기관차가 멈추지 않고 계속 달리게 하는 것은 우리 모두의 몫입니다.