ブロードコムの102.4テラビットスイッチがAIネットワークの新時代を切り開く
データセンターが大規模AIトレーニングクラスターにおける電力と安定性の課題に直面する中、テクノロジー大手企業が初のコパッケージドオプティクス型イーサネットスイッチを発表
パロアルト発 — 人工知能を推進する競争は、単に高速なチップや賢いアルゴリズムだけの話ではない。舞台裏では、さらに大きな課題が潜んでいた。それは、チップ間の接続だ。データセンターは毎日、膨大な量の電力を消費しながら、不安定なリンクにつまずくことなく数千ものプロセッサを相互に通信させようと奮闘している。この隠れたボトルネックが、今やAI経済そのものを脅かしている。
ブロードコムは、その解決策を見つけたと確信している。同社は水曜日、毎秒102.4テラビットのイーサネットスイッチ「Tomahawk 6 “Davisson”」の出荷を開始したことを明らかにした。さらに重要なのは、この規模でコパッケージドオプティクス（CPO）を採用した初の製品であるということだ。この発表は、ハイパースケールクラウド事業者が限られた電力と冷却リソースから最大限のパフォーマンスを引き出そうと躍起になっている、まさに極めて重要なタイミングで行われた。
長年、エンジニアは光トランシーバーをスイッチの前面プレートに直接差し込む方法に頼ってきた。この方法は機能していたが、AIトレーニングのワークロードが数十万もの相互接続されたプロセッサにまで爆発的に増加するにつれて限界に達した。この規模では、従来のハードウェアは物理的にも経済的にも壁にぶつかっていたのだ。
シリコンと光の融合
では、この新しいスイッチは何が違うのか？ブロードコムは、光部品をアドオンとして取り付けるのではなく、同じチップ基板に直接組み込んだのだ。長い電気経路、余分なコネクタ、信号調整ハードウェアを排除することで、コパッケージドオプティクスは電力の無駄遣いや不安定性を招く中間要素を取り除いた。
これは、長いぐらつくドライブシャフトで接続するのではなく、エンジンを車輪の内側に移動させるようなものだと考えてほしい。その結果、よりクリーンで、高速で、信頼性の高い動作が実現する。
ブロードコムによると、この設計は従来のプラガブルオプティクスと比較して、相互接続の消費電力を最大70%削減するという。これを数万ものネットワークポートにわたって適用すると、単に金銭的な節約だけでなく、データセンターが処理しなければならない熱量の削減という点で、莫大なメリットが生まれる。
安定性も大幅に向上する。大規模なAIトレーニングクラスターでは、ネットワーク上のわずかな問題でも、高価なGPUをアイドル状態にし、1日に数十万ドルもの費用がかかるトレーニング実行を遅らせる可能性がある。ブロードコムは、統合を強化することで、こうした費用のかかる中断を最小限に抑えることを目指している。
800億ドルの問い
もちろん、これは単なる技術的偉業ではなく、ビジネス上の話でもある。アナリストは、AIネットワーク向けイーサネットスイッチへの支出が今後5年間で800億ドルから1,000億ドルの間になると予測している。クラウド大手やエンタープライズAI企業は、ますます野心的なモデルトレーニングを処理できるネットワークを構築するための軍拡競争を繰り広げている。
この巨大な市場の中で、コパッケージドオプティクスは小さいながらも極めて重要な位置を占めている。技術が複雑でサプライチェーンが完全に成熟していないため、採用は遅々としていた。しかし、ネットワーク速度が毎秒1.6テラビットを超えると、従来のプラガブルモジュールは電力と熱ストレスに屈し始める。そこでCPOが本領を発揮し始めるのだ。
あるネットワークアーキテクトが述べたように、「これらの速度では、単にパフォーマンスを買っているだけではない。既存の電力と冷却の枠内に帯域幅を収める能力を買っているのだ。」
Davissonプラットフォームは、光チャネルあたりの速度をブロードコムの旧世代CPOスイッチの2倍にあたる200ギガビットに倍増させることで、同社はこのハイステークスな移行の真っ只中にその旗をしっかりと打ち立てている。
競合他社も猛追
ブロードコムは孤立しているわけではない。シスコ、マーベル、NVIDIAの各社も、将来のAIファクトリーをどのように配線するかについて独自のビジョンを持っている。すでに複数の企業がブロードコムの生の容量に匹敵するスイッチを発表している。しかし、ブロードコムは、この規模で実際に製品を出荷した最初の企業であるという優位性を誇っている。
この先行者利益は重要かもしれない。大規模クラウドプロバイダーは何年も前からインフラを計画しており、一度あるベンダーの製品を認定すると、多くの場合それに固執する。最前線にいることは、ブロードコムに決定的な優位性をもたらす可能性がある。
しかし、NVIDIAは独自の脅威となっている。同社は、支配的なAIアクセラレータとネットワーキング機器、ソフトウェアをバンドルすることで、顧客にワンストップパッケージを提供している。これは、純粋なネットワーキングベンダーにとっては対抗が難しい。競争はユースケースによって異なる展開を見せると予想され、NVIDIAの垂直統合アプローチが有利なシナリオもあれば、ブロードコムのシリコンに傾倒するシナリオもあるだろう。
アリスタネットワークスのようなシステムベンダーや、ミカスネットワークスのようなニッチなプレーヤーも、採用の動向を左右するだろう。彼らがCPOソリューションを支持するかどうかが、この技術がどれだけ早く普及するかの初期の兆候となる。
オペレーターへの現実的な確認
それでも、コパッケージドオプティクスを展開することは、スイッチを切り替えるほど単純ではない。この技術を効率的にしている統合は、同時に保守を困難にもする。パッケージ内の故障した光モジュールを交換することは、新しいプラガブルトランシーバーを差し込むこととは大きく異なる。
ブロードコムは交換可能なレーザーモジュールでそうした懸念を和らげようと試みているが、オペレーターはこれらのシステムを維持するために新しいスキルと手順を必要とするだろう。多くの企業はリスクを分散し、ネットワークのクリティカルな層にCPOを導入しつつ、他の場所ではより慣れ親しんだプラガブルオプティクスに頼ることになるだろう。
サプライチェーンの信頼性も新たな課題となる。フォトンエンジン製造におけるTSMCの役割は、需要が急増する中で生産量が限界に達する可能性を意味する。そこでのいかなる問題も、導入を遅らせる可能性がある。
今後の展望
投資家や業界関係者にとって、ブロードコムの動きは重要なトレンドを浮き彫りにしている。先行者利益は重要であり、ロードマップを発表するだけでなく、実際の製品を出荷することが信頼性を勝ち取る。アナリストは、ブロードコムが今後1～2年間で、特に以前のバージョンをテストした顧客の間で、多くのデザインウィンを獲得すると予想している。
しかし、より大きな視点で見ると、AIバックエンドネットワークにおけるイーサネットの支配力の高まりがある。CPOの採用が控えめであっても、より豊富なシリコンと光部品の含有により、ラックあたりの価値は上昇するだろう。シナリオは、リニアプラガブルが主要な役割を果たすという控えめな予測から、2027年までにAIポートの4分の1でCPOが採用されるという積極的なケースまで多岐にわたる。
ブロードコムはすでに先を見据えており、毎秒400ギガビットのレーン速度をサポートする第4世代CPOの計画を進めている。このロードマップはハイパースケーラーの長期計画とぴったり合致しており、これが単なる一度限りのブレークスルーではなく、数年にわたる変化の始まりであることを示している。
社内投資テーゼ
| カテゴリー | 要約と筆者の見解 |
|---|---|
| 製品と重要性 | 市場初の102.4 Tb/s コパッケージドオプティクス（CPO）イーサネットスイッチ。単なるスペック向上ではなく、真のマイルストーン。1.6Tの速度におけるAIファブリックの課題、特に電力/熱とリンク安定性に直接対応。実績のあるTH5/TSMC COUPE基盤上に構築されている。 |
| 主な利点 | 1. スループット: 102.4Tの帯域幅、1万～10万+GPUクラスター向けの1.6Tポートを実現。 2. 電力/熱: CPOはプラガブルと比較して相互接続の電力を削減し、システムレベルで二桁%の節約を提供。 3. 安定性: 部品点数の削減によりリンクのフラップが減少し、コストのかかるGPUアイドル時間を最小化。 4. 製造: TSMC COUPEプラットフォームにより、良好な歩留まりで量産が可能。 |
| 市場機会 | 今後5年間でAI向け約800億ドルのイーサネットスイッチ支出。CPOがすべての領域で勝つ必要はなく、2027年までに5～15%の普及率でも、GPUスパインのような高電力領域に集中した数十億ドル規模のシリコン＋オプティクス市場機会となる。 |
| 競争環境 | • ブロードコム: リーダー。102.4T CPOを最初に提供、強力なマーチャントエコシステムを持つ。 • NVIDIA: 垂直統合（GPU＋ネットワーキング＋ソフトウェア）が強み。 • シスコ: サービス性における妥協が少ない「十分な」代替案としてLPOを推進。 • マーベル: 追随者。量産までの時間が鍵となる。 |
| 投資テーゼ (AVGO) | 支持材料: カテゴリーリーダーシップ、イーサネットTAM（総潜在市場規模）の構造的成長、フォトニクス/パッケージングの参入障壁。 リスク: CPOの採用率、LPOの競争力、運用/サービス性の課題、フォトニクスサプライチェーン。 |
| 採用リスクと軽減策 | 1. サービス性: プラガブルよりも交換が困難。軽減策: 現場交換可能なレーザーモジュール。 2. 熱密度: 局所的な熱流束が非常に高い。軽減策: 高度なシステム設計が必要。 3. サプライチェーン: フォトニクスの規模拡大は容易ではない。軽減策: TSMC COUPE標準プラットフォーム。 4. ソフトウェア: NVIDIAのエンドツーエンド最適化に匹敵するためには、イーサネットスタックの成熟が必要。 |
| シナリオ | ベースケース（最も可能性が高い）： 2027年までにCPOが8～12%採用され、AVGOが過半数のシェアを獲得。 強気ケース： CPOが15～25%採用され、AVGOが60%以上のシェアを維持し、収益を上回るパフォーマンスを達成。 弱気ケース： CPOが5%未満の採用にとどまり、LPOが優勢に。AVGOは102.4T ASICサイクルからは恩恵を受けるが、CPOのアップサイドを逃す。 |
| 追跡すべき主要指標 | 1. OEMからの102.4T CPOシステム出荷。 2. 独立した電力/安定性データ（100Gあたりのワット数、リンクフラップMTBF（平均故障間隔））。 3. 公表されたハイパースケーラーの導入状況とLPO/CPOの層別内訳。 4. TSMC COUPEの生産能力/歩留まりに関する最新情報。 5. 競合他社の102.4T/CPOロードマップのタイミング。 |
| 最終評価 | 画期的か？ はい、イーサネットCPOにとって。 緊急の課題を解決するか？ はい、電力と安定性を実質的に向上させる。 市場規模は？ CPOの構成に関わらず大規模。 リードしているか？ はい、現時点で102.4T CPOを出荷している点で。 |
まとめ: データセンターは、従来のやり方では成長の余地が尽きつつある。ブロードコムのTomahawk 6は、すべての課題を一晩で解決するわけではないが、業界がAIインフラの根本をどのように再考しているかを示している。そして、ワット、ドル、そして一秒一秒が重要となるこの競争において、その変化は決定的なものとなるだろう。投資アドバイスではありません。