光インターコネクトとは

データセンターのスイッチは、電気信号を光に変えて光ファイバーで送る。これまでは、装置の前面に差し込んで使う着脱式の光トランシーバーが変換を担ってきた。通信を中継するスイッチの中心となる半導体 (スイッチIC) から前面の光トランシーバーまでは、プリント基板上の電気配線でつなぐ。

米エヌビディアは公式ブログで、この方式の弱点を2つの数字で示している。1つは信号の損失だ。毎秒200ギガビットの信号を送る場合、電気配線を通る間に信号が最大22デシベル弱まる。弱まった信号を補正する半導体 (DSP) などの部品が必要になり、その分だけ消費電力が増える。もう1つは消費電力で、光トランシーバーは光の接続1口 (ポート) あたり30ワットに達することが多いという。

光に変える部品をスイッチICのすぐ隣に置けば、電気配線は短くなる。エヌビディアによると、この方式 (CPO) では損失が約4デシベルに縮まり、消費電力は1ポートあたり9ワットまで下がる。

一方で、エヌビディアがGPU72基を1つのラックに収めたAIサーバー「GB200 NVL72」(2024年発表) は、ラックの中のGPU同士を銅ケーブルでつなぐ。ラックの背面には5,000本を超える銅ケーブルが通り、各GPUはほかのすべてのGPUと毎秒1.8テラバイトで通信できる。同社は、運用を簡単にするために銅ケーブルを使ったと説明している。

光インターコネクトの方式は、電気信号を光に変える場所と、信号を補正する半導体 (DSP) を使うかどうかで分かれる。

(出所: エヌビディアの公式ブログと製品ページ、OIFの発表、LPO MSAの公式サイト)

LPOは、装置の前面に差し込む光トランシーバーの形を保ったまま、DSPを省いて消費電力を減らす。CPOは、光に変える部品 (光エンジン) をスイッチICのすぐ隣に置き、電気配線そのものを短くする。古河電気工業は2022年の発表で、CPOについて装置内の電気配線の一部を光に置き換える構造だと説明し、消費電力を30%以上減らせると見込んだ。

エヌビディアは2025年3月、シリコンフォトニクス (光の回路を作る技術) をスイッチに組み込んだ「Spectrum-X Photonics」と「Quantum-X Photonics」を発表した。同社は発表時、従来の方式と比べてレーザーの数を4分の1に減らし、電力効率を3.5倍、ネットワークの信頼性を10倍に高めるとした。シリコンフォトニクスの企業群として挙げた11社の中に、住友電気工業が入っていた。

同社は2026年1月の公式ブログで、毎秒1.6テラビットのポート1つあたりの消費電力が光トランシーバーの5分の1になると説明した。2025年3月の3.5倍は電力効率、2026年1月の5分の1はポートあたりの消費電力で、測るものが違う。2026年6月に台北で開いた開発者会議「GTC台北」では、従来の光トランシーバーを使うネットワークと比べて電力効率が5倍になるとした。3つの数字は比べる範囲と相手が違い、そのまま並べて比べることはできない。

同社はこの発表会で、イーサネット向けの「Spectrum-X Ethernet Photonics」が量産に入ったと明らかにした。製造の分担は次の通りである。

(出所: エヌビディアの発表と公式ブログ)

発表の内容と名前が挙がった企業の顔ぶれは、エヌビディアの光部品の供給網を検証した記事で詳しく扱った。

光インターコネクトは、装置や半導体の間を光でつなぐこと全般を指す言葉で、似た言葉とは意味する範囲が違う。CPOは部品の実装方式の名前である。光電融合は、NTTが「電気信号を扱う回路と光信号を扱う回路を融合する技術」と説明する技術である。NTTイノベーティブデバイスは、CPOのスイッチを光電融合スイッチと呼んでいる。IOWNは、光電融合などの技術を使って通信網とコンピューターの消費電力や遅延を減らす、NTTの次世代通信基盤の構想である。NTTは、遅延を200分の1、伝送容量を125倍、電力効率を100倍にする目標を掲げている。

NTTは光電融合の部品 (光電融合デバイス) を作る会社として、2023年6月にNTTイノベーティブデバイスを設立した。NTTイノベーティブデバイスが2025年10月の説明会で示した資料によると、光でつなぐ部分を段階的に広げ、最後はチップの中のダイ同士まで光でつなぐ計画だ。

(出所: NTTイノベーティブデバイスの説明会資料、2025年10月6日、8ページのロードマップ。同じ資料の19ページはPEC-3をチップ同士の光接続とも書いている)

NTTイノベーティブデバイスによると、PEC-2を使う光電融合スイッチは毎秒102.4テラビットのデータを扱える。資料の図では、光トランシーバーを使う場合と比べ、スイッチ単体の消費電力をおよそ半分にするとしている。同社はブロードコム、アクトンと組み、2026年第4四半期にCPOスイッチの商用サンプルを出す予定だ。レーザーなどの材料となるリン化インジウムは、用語解説「リン化インジウムとは」で取り上げた。

日本でも電線メーカーや通信会社が、データセンター向けの光部品の増産や光電融合の開発を打ち出している。

(出所: フジクラの決算短信、古河電気工業の発表、エヌビディアの発表、NTTイノベーティブデバイスの説明会資料。フジクラの2.9倍は188.3%増から当サイトが換算)

CPO・NPO (半導体の近くにソケットで光部品を取り付ける方式)・LPOの3方式を同じ基準で比べた解説は「CPO・NPO・LPO」の記事に、光源や光電融合に関わる日本企業の一覧は「光電融合の産業地図」の記事にまとめた。ラックの中でGPU同士を銅ケーブルでつなぐ仕組み (NVLink) は、NVL72の記事で扱った。

光インターコネクトとは簡単に言うと何か

データセンターのサーバーやスイッチ、半導体などの間を、銅配線ではなく光ファイバーでつなぎ、光信号でデータを送る技術を指す。電気配線は長くなるほど信号が弱まり、補正に電力がかかるため、電気信号を光に変える部品を半導体のすぐ隣に置く技術の開発が進んでいる。

CPOとLPOの違いは

LPOは、装置の前面に差し込む光トランシーバーの形はそのままに、信号を補正する半導体 (DSP) を省いて消費電力を減らす方式である。CPOは、電気信号を光に変える部品 (光エンジン) をスイッチICのすぐ隣に置き、電気配線そのものを短くする方式である。

ラックの中のGPU同士も光でつながっているか

エヌビディアのGB200 NVL72は、ラックの中のGPU同士を銅ケーブルでつないでいる。ラックの背面には5,000本を超える銅ケーブルが通る。同社は、運用を簡単にするために銅ケーブルを使ったと説明している。

光インターコネクトに関わる日本企業は

データセンター向け光部品の販売が伸びているフジクラ、CPO向けの外部光源を開発した古河電気工業、エヌビディアのCPOスイッチの発表でシリコンフォトニクスの企業群に名前が挙がった住友電気工業、光電融合デバイスを開発するNTTなどがある。