U trenutnoj eri brzog razvoja veštačke inteligencije, AI serveri, kao osnovni nosilac inteligentnog računarstva, imaju direktan uticaj na performanse AI aplikacija. A PCB, osnovna komponenta u elektronskim uređajima, ključna je za AI servere.
Strogi zahtjevi performansi AI servera za štampane ploče Zahtjevi za brzi prijenos podataka
AI serveri su odgovorni za obradu ogromnih količina podataka i izvođenje složenih računskih zadataka, čineći brzinu prijenosa podataka ključnim pokazateljem učinka. Uzimajući za primjer obuku AI modela, velika količina podataka treba često da se razmjenjuje između čipova, memorije i uređaja za pohranu u kratkom vremenskom periodu. U ovom trenutku, pcb treba osigurati da je signal podataka stabilan i precizan tokom prijenosa visoke{2}}frekvencije i velike-brzine, izbjegavajući slabljenje i izobličenje signala. Da bi se postigao ovaj cilj, štampane ploče moraju imati nisku dielektričnu konstantu i niske karakteristike faktora gubitaka kako bi se smanjili gubici u prijenosu signala. U međuvremenu, precizna kontrola impedanse je neophodna. Samo osiguranjem usklađivanja impedancije putanje prijenosa signala može se spriječiti refleksija signala i osigurati da prijenos podataka bude precizan i bez grešaka.
Zahtjevi za efikasno odvođenje topline
Brojni -čipovi visokih performansi unutar AI servera stvaraju značajnu količinu topline tokom rada. Ako rasipanje topline nije pravovremeno, visoka temperatura čipa će dovesti do degradacije performansi, pa čak i oštećenja hardvera. Na primjer, kada radite u GPU klasteru, više GPU čipova koji rade zajedno mogu uzrokovati da lokalne temperature porastu iznad 120 stepeni. Stoga ploče sa štampanim kolima moraju preuzeti odgovornost za efikasno odvođenje toplote. Ovo zahteva upotrebu materijala visoke toplotne provodljivosti, kao što su aluminijumske podloge (sa toplotnom provodljivošću do 2,0 W/m · K), ili ugrađeni bakreni blokovi kako bi se poboljšale mogućnosti odvođenja toplote. Istovremeno, kroz razumne kanale za disipaciju toplote, kao što su postavljanje rupa za rasipanje toplote, slojeva za disipaciju toplote, itd., toplota se brzo vodi do hladnjaka kako bi se održao stabilan rad čipa na odgovarajućoj temperaturi.
Zahtjevi za raspored kola visoke gustine
Sa razvojem AI tehnologije, integracija elektronskih komponenti u AI servere nastavlja da raste. ploče sa štampanim kolima moraju postići gušće rasporede kola unutar ograničenog prostora kako bi zadovoljile zahteve sve većeg broja komponenti i funkcionalne složenosti. Ovo je kao planiranje više puteva i zgrada unutar ograničenog urbanog prostora, osiguravajući kompaktan raspored i ne-smetanje između različitih linija i komponenti. Na primjer, mali AI akceleratorski moduli često koriste HDI tehnologiju 4-5 reda, što uvelike povećava gustinu ožičenja, smanjuje veličinu ploče i osigurava stabilnost prijenosa signala kroz mikro rupe, slijepe rupe i ukopane rupe.
Ključna uloga PCB-a u AI serverima
Fizička podrška i platforma za električno povezivanje
PCB pruža solidnu fizičku podršku za različite elektronske komponente u AI serverima, baš kao temelj zgrade. Istovremeno, gradi električnu mrežu povezivanja između komponenti, čvrsto povezujući ključne komponente kao što su CPU, GPU, memorija i skladište kako bi im se omogućilo da rade zajedno. Iz makro perspektive, prijenos signala podataka, distribucija energije i upravljanje između različitih komponenti unutar servera se oslanjaju na PCB. Različite komponente imaju različite zahtjeve za prijenos signala, a štampane ploče ispunjavaju te različite potrebe kroz pažljiv raspored kola i puteve prijenosa signala, osiguravajući koordiniran rad cijelog serverskog sistema.
Prijenos signala podataka i upravljanje napajanjem
Što se tiče prijenosa signala podataka, pcb je odgovoran za precizan i brz prijenos signala podataka koje generiraju različite komponente do ciljne komponente. Na primjer, podaci koje obrađuje CPU moraju se prenijeti u memoriju preko PCB-a ili na GPU radi daljeg izračunavanja. Tokom ovog procesa, pcb mora osigurati integritet i stabilnost signala. U smislu upravljanja napajanjem, štampana ploča je odgovorna za stabilnu distribuciju energije na različite komponente, osiguravajući da svaka komponenta dobije odgovarajući napon i struju. U isto vrijeme, razumnim rasporedom slojeva napajanja i zemlje, šum napajanja i elektromagnetne smetnje mogu se smanjiti, stvarajući dobro električno okruženje za prijenos signala.
Napredni materijali i tehnologije koje zadovoljavaju potražnju
Materijali i procesi za{0}}brzi prijenos
Kako bi zadovoljila potražnju AI servera za brzim-prenosom štampanih ploča, industrija je usvojila niz naprednih materijala. Politetrafluoroetilen i keramički materijali za punjenje su idealni izbori za visoko-primenu zbog svojih odličnih karakteristika niske dielektrične konstante i niskog faktora gubitka. Međutim, visoka cijena ovih materijala ograničava njihovu -primenu u velikim razmjerima. U tu svrhu, neki proizvođači su razvili hibridne podloge, kao što je kombinacija FR-4 sa PTFE-om, korištenjem jeftinog FR-4 materijala u nekritičnim slojevima signala i PTFE-a u kritičnim signalnim slojevima, što efektivno smanjuje troškove uz istovremeno osiguravanje performansi. U tehnološkom smislu, tehnologija laserskog bušenja se široko koristi. Tradicionalno mehaničko bušenje je sklono stvaranju neravnina pri obradi otvora ispod 0,2 mm, što može utjecati na provodljivost i prijenos signala kroz rupe. CO ₂ laserska tehnologija bušenja može postići obradu mikro rupa od 0,15 mm, sa hrapavošću zida rupe manjom ili jednakom 15 μm, značajno poboljšavajući efikasnost visokofrekventnog prenosa signala. Osim toga, napredni procesi jetkanja mogu postići finiju proizvodnju kola i ispuniti zahtjeve za ožičenje visoke gustine.
Tehnologija odvođenja topline i optimizacija konstrukcije
Da bi se prevazišao problem disipacije toplote, pored upotrebe materijala visoke toplotne provodljivosti, proizvođači nastavljaju sa inovacijama u optimizaciji strukture PCB-a. Na primjer, korištenje tehnologije bakrenih ploča debljine 6 oz može smanjiti toplinsku otpornost za 30% i učinkovito poboljšati rasipanje topline. U nekim-isnimljenim AI serverskim štampanim pločama također su ugrađene ujednačene toplinske ploče ili toplinske cijevi, koje koriste svoju efikasnu toplotnu provodljivost da brzo rasipaju toplinu koju generira čip na cijelu PCB, a zatim koriste eksterne uređaje za rasipanje topline kao što su hladnjaci da je rasipaju. U isto vrijeme, optimizirajte raspored PCB-a koncentrišući komponente velike{6}}snage u područjima sa dobrim odvođenjem topline i povećanjem broja i gustine otvora za odvođenje topline kako biste dodatno poboljšali efikasnost odvođenja topline. Kroz sveobuhvatnu primjenu ovih tehnologija za rasipanje topline, osigurava se da temperatura čipa AI servera ostane unutar sigurnog raspona pod dugotrajnim-radom sa velikim opterećenjem, osiguravajući stabilan rad servera.
Tehnološki napredak u ožičenju-visoke gustine
Kako bi se postigla -gustoća ožičenja, HDI tehnologija je postala mainstream. HDI postiže čvršće električne veze između različitih slojeva stvaranjem sićušnih otvora (mikro rupe, slijepe rupe i ukopane rupe) u unutrašnjem sloju PCB-a. U nekim matičnim pločama AI servera koje zahtijevaju izuzetno veliki prostor, HDI tehnologija povećava gustinu ožičenja nekoliko puta veću od tradicionalnih ploča s štampanim kolima. U isto vrijeme, višeslojne štampane ploče se stalno razvijaju, dajući više prostora za raspored kola povećanjem broja slojeva, koji mogu primiti više komponenti i složenijih kola. Na primjer, pcb slojevi nekih AI servera premašili su 18 slojeva, pa čak i dosegli 32 sloja. U više-slojnim štampanim pločama, razumno planiranje rasporeda slojeva napajanja, uzemljenja i signala efikasno smanjuje elektromagnetne smetnje i preslušavanje signala, poboljšava integritet signala i ispunjava zahtjeve visokih{10}}performansi AI servera.