PAM4 DSP

데이터 센터에서 데이터 전송 속도를 두 배로 높이기 위해 광 트랜시버에 사용되는 고속 디지털 신호 프로세서.

PAM4 DSP(Pulse Amplitude Modulation 4-Level Digital Signal Processor)는 고속 광통신, 특히 현대의 인공지능(AI) 및 클라우드 데이터센터 내부에서 사용되는 특수 반도체 칩입니다. 전통적인 광네트워킹은 NRZ(Non-Return-to-Zero) 신호 방식에 의존했으며, 이는 두 개의 전압 레벨(on 또는 off)을 사용하여 클록 사이클당 1비트의 데이터를 전송합니다. 이와 달리 PAM4는 네 개의 서로 다른 전압 레벨을 사용하여 사이클당 2비트의 정보를 전송함으로써, 더 높은 주파수의 광부품 없이도 동일한 물리적 광섬유 케이블을 통해 대역폭을 실질적으로 두 배로 늘립니다. 이러한 다중 레벨 신호 방식을 구현하려면 거리에 따른 노이즈, 왜곡, 신호 열화를 보정하기 위한 신호 처리가 필요합니다. 여기서 DSP(Digital Signal Processor)가 등장합니다. PAM4 DSP 칩은 광트랜시버 내부에 위치하여 아날로그 광신호를 깨끗한 디지털 데이터로 변환하고 그 반대의 역할도 수행합니다. 이는 고속 광 인터커넥트의 연산 두뇌 역할을 하며, 400G, 800G, 1.6T(테라비트/초)의 데이터 전송 속도를 가능하게 합니다. 기술 및 반도체 투자자들에게 PAM4 DSP는 AI 인프라 공급망에서 높은 가치와 높은 마진을 지닌 병목 지점을 나타냅니다. 하이퍼스케일러들이 머신러닝을 위한 대규모 GPU 클러스터를 구축함에 따라, 빠르고 낮은 지연시간의 네트워킹 하드웨어에 대한 수요가 급증합니다. 투자자들은 이러한 고도로 복잡한 프로세서를 설계할 수 있는 소수의 칩 제조사들의 시장 점유율, 평균 판매 가격, 제품 전환 주기를 모니터링합니다. 이 분야 투자자들에게 있어 핵심 리스크는 기술적 진부화 또는 대체입니다. PAM4 DSP가 현재 업계 표준이지만, LPO(linear pluggable optics) 및 CPO(co-packaged optics)와 같은 신흥 기술들은 DSP를 최소화하거나 제거하여 전력 소비를 줄이는 것을 목표로 합니다. 따라서 반도체 기업의 로드맵과 이러한 경쟁 아키텍처에 대한 노출도를 이해하는 것이 장기 성장 지속 가능성을 평가하는 데 매우 중요합니다.

광 트랜시버 제조사는 800G 트랜시버를 만들기 위해 PAM4 DSP 칩을 구매합니다. 각 DSP 칩의 가격이 $150이고 트랜시버 한 대의 총 자재명세서(BOM) 비용이 $450라면, DSP는 총 부품 원가의 33.3%를 차지합니다($150 / $450 = 0.333). 이는 광 공급망에서 DSP 설계 업체들의 높은 가치 포착력을 보여줍니다.