AIデータセンター向け、世界最小クラスの水晶発振器を開発

AIデータセンター向け水晶発振器の開発

株式会社Piezo Studioは、急速に普及しているAIデータセンター向けに、低位相ジッタ基準クロックとして機能する312.5MHz差動型水晶発振器を開発しました。この発振器は、株式会社大真空製のArkh.3G水晶振動子を使用している点が特徴です。

近年、5Gの導入や生成AIの普及により、データセンターやAIデータセンターの導入が加速しています。それに伴い、データ通信速度は400/800 Gbit/sから1.6 Tbit/sへと移行しており、高品質な通信を実現するための基準クロックへのニーズが高まっています。

位相ジッタの低減と発振周波数の高周波化

発振周波数は156.25MHzから312.5MHzへの高周波化が進んでおり、Piezo Studioは高エネルギー加速器研究機構 素粒子原子核研究所の宮原正也准教授との共同研究を通じて、65nm CMOSプロセスを用いた超低位相ジッタのコンプリメンタリー・コルピッツ発振IC（Integrated Circuit：集積回路のこと）を開発してきました。

一方、大真空製では、高周波化に対応した第3世代水晶振動子であるArkh.3Gを実用化し、量産・販売を開始しています。Piezo Studioは、この最新のArkh.3G水晶振動子と自社開発のICを組み合わせることで、低位相雑音かつ低位相ジッタの312.5MHz水晶発振器を実現しました。

世界最小クラスの位相ジッタ性能

開発された水晶発振器は、キャリア周波数312.5MHz、Vcc=3.3V、LVDS出力（Low-Voltage Differential Signaling：低電圧差動信号のこと）において、オフセット周波数10MHzにおける位相雑音が-165.9 dBc/Hz、位相ジッタが17.9fs（フェムト秒：1000分の1000兆分の1秒のこと）を達成しました。これにより、同社は世界最小クラスの312.5MHz低位相ジッタ水晶発振器の開発に成功したとしています。

位相ジッタは、信号のタイミングの揺らぎを示す指標であり、数値が小さいほど安定した信号であることを意味します。今回の開発により、高速データ通信における信号品質の向上が期待されます。

今後の展開

Piezo Studioは現在、水晶デバイスメーカーなど数社から協力を得て、この312.5MHz低位相ジッタ水晶発振器ICの製品化を計画しています。今後の動向が注目されます。

Ms.ガジェット

AIデータセンターの高速化に貢献する技術ですね。位相ジッタの低減は、通信の信頼性を高める上で非常に重要です。今後の製品化に期待したいです！

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