Nykyisellä tekoälyn kukoistavan kehityksen aikakaudella AI-palvelimet älykkään tietojenkäsittelyn ydinkantajina vaikuttavat suoraan tekoälysovellusten suorituskykyyn. Ja PCB, elektronisten laitteiden peruskomponentti, on ratkaisevan tärkeä tekoälypalvelimissa.
Painettujen piirilevyjen tekoälypalvelimien tiukat suorituskykyvaatimukset Nopeat tiedonsiirtovaatimukset
Tekoälypalvelimet vastaavat valtavien tietomäärien käsittelystä ja monimutkaisten laskentatehtävien suorittamisesta, joten tiedonsiirtonopeus on keskeinen suorituskyvyn indikaattori. Tekoälymallikoulutuksesta esimerkkinä voidaan mainita, että suuri määrä dataa on vaihdettava usein sirujen, muistin ja tallennuslaitteiden välillä lyhyessä ajassa. Tässä vaiheessa PCB:n on varmistettava, että datasignaali on vakaa ja tarkka korkean-taajuuden ja nopean-lähetyksen aikana, välttäen signaalin vaimenemista ja vääristymiä. Tämän tavoitteen saavuttamiseksi painetuilla piirilevyillä on oltava alhainen dielektrisyysvakio ja alhainen häviökerroin ominaisuudet signaalin lähetyshäviöiden vähentämiseksi. Samaan aikaan tarkka impedanssin säätö on välttämätöntä. Vain varmistamalla signaalin siirtotien impedanssisovitus voidaan estää signaalin heijastuminen ja varmistaa tiedonsiirron tarkka ja virheetön.
Tehokas lämmönpoistovaatimukset
Tekoälypalvelimen lukuisat{0}}suorituskykyiset sirut tuottavat huomattavan määrän lämpöä käytön aikana. Jos lämmön poistuminen ei ole oikea-aikaista, sirun korkea lämpötila johtaa suorituskyvyn heikkenemiseen ja jopa laitteistovaurioihin. Esimerkiksi, kun työskentelet GPU-klusterissa, useat yhdessä toimivat GPU-sirut voivat saada paikalliset lämpötilat nousemaan yli 120 astetta. Siksi painettujen piirilevyjen on kannettava vastuu tehokkaasta lämmönpoistosta. Tämä edellyttää korkean lämmönjohtavuuden materiaalien käyttöä, kuten alumiinialustoja (joiden lämmönjohtavuus on jopa 2,0 W/m · K) tai upotettuja kuparilohkoja lämmönpoistokyvyn parantamiseksi. Samanaikaisesti kohtuullisten lämmönpoistokanavien, kuten lämmönpoistoaukkojen, lämmönpoistokerrosten jne., kautta lämpö ohjataan nopeasti jäähdytyselementtiin, jotta sirun vakaa toiminta säilyy sopivassa lämpötilassa.
Korkean tiheyden piirin asettelun vaatimukset
Tekoälyteknologian kehittyessä elektronisten komponenttien integrointi AI-palvelimiin lisääntyy edelleen. painettujen piirilevyjen on saavutettava tiheämpiä piiriasetelmia rajoitetussa tilassa, jotta ne täyttävät komponenttien määrän ja toiminnallisen monimutkaisuuden lisääntymisen vaatimukset. Tämä on kuin suunnittelet enemmän teitä ja rakennuksia rajoitettuun kaupunkitilaan, mikä varmistaa sekä kompaktin asettelun että erilaisten linjojen ja osien välisen -häiriöttömän toiminnan. Esimerkiksi pienet AI-kiihdytinmoduulit käyttävät usein 4-5 asteen HDI-tekniikkaa, mikä lisää huomattavasti johdotustiheyttä, pienentää piirilevyn kokoa ja varmistaa signaalin lähetyksen vakauden mikroreikien, sokettujen reikien ja haudattujen reikien kautta.
PCB:n avainrooli tekoälypalvelimissa
Fyysinen tuki ja sähköliitäntäalusta
PCB tarjoaa vankan fyysisen tuen erilaisille tekoälypalvelimien elektronisille komponenteille, aivan kuten rakennuksen perusta. Samalla se rakentaa sähköisen liitäntäverkon komponenttien välille ja yhdistää tiiviisti keskeiset komponentit, kuten CPU, GPU, muisti ja tallennus, jotta ne voivat toimia yhdessä. Makronäkökulmasta datasignaalin siirto, tehonjako ja hallinta palvelimen eri komponenttien välillä ovat kaikki riippuvaisia PCB:stä. Eri komponenteilla on erilaiset vaatimukset signaalinsiirrolle, ja piirilevyt vastaavat näihin erilaisiin tarpeisiin huolellisen piiriasettelun ja signaalinsiirtopolkujen avulla varmistaen koko palvelinjärjestelmän koordinoidun toiminnan.
Datasignaalin siirto ja tehonhallinta
Datasignaalin siirrossa pcb vastaa eri komponenttien tuottamien datasignaalien tarkasta ja nopeasta välittämisestä kohdekomponenttiin. Esimerkiksi CPU:n käsittelemät tiedot on siirrettävä muistimuistiin PCB:n kautta tai GPU:lle lisälaskentaa varten. Tämän prosessin aikana piirilevyn on varmistettava signaalin eheys ja vakaus. Tehonhallinnan kannalta pcb on vastuussa virran vakaasta jakamisesta eri komponentteihin varmistaen, että jokainen komponentti saa sopivan jännitteen ja virran. Samalla teho- ja maakerrosten järkevällä järjestelyllä tehokohinaa ja sähkömagneettisia häiriöitä voidaan vähentää, mikä luo hyvän sähköisen ympäristön signaalin siirtoon.
Edistykselliset materiaalit ja teknologiat, jotka vastaavat kysyntään
Materiaalit ja prosessit nopeaan{0}}siirtoon
Vastatakseen tekoälypalvelimien kysyntään painettujen piirilevyjen nopeassa{0}}siirrossa, teollisuus on ottanut käyttöön useita kehittyneitä materiaaleja. Polytetrafluorieteeni ja keraamiset täytemateriaalit ovat ihanteellisia valintoja korkean Näiden materiaalien korkea hinta rajoittaa kuitenkin niiden laajaa-käyttöä. Tätä varten jotkut valmistajat ovat kehittäneet hybridisubstraatteja, kuten yhdistämällä FR-4:n PTFE:hen, käyttämällä edullisia-FR-4-materiaalia ei-kriittisissä signaalikerroksissa ja PTFE:tä kriittisissä signaalikerroksissa, mikä vähentää tehokkaasti kustannuksia ja varmistaa suorituskyvyn. Teknisesti laserporaustekniikkaa on käytetty laajalti. Perinteinen mekaaninen poraus tuottaa helposti purseita, kun käsitellään alle 0,2 mm:n aukkoja, mikä voi vaikuttaa läpimenevien reikien johtavuuteen ja signaalin siirtoon. CO ₂ -laserporausteknologialla voidaan saavuttaa 0,15 mm:n mikroreiän käsittely ja reiän seinämän karheus on enintään 15 μm, mikä parantaa merkittävästi korkeataajuisen signaalin lähetyksen tehokkuutta. Lisäksi edistyneillä etsausprosesseilla voidaan saada hienompaa piirien valmistusta ja täyttää korkeatiheyksiset johdotusvaatimukset.
Lämmönpoistotekniikka ja rakenteiden optimointi
Lämmönpoisto-ongelman voittamiseksi, korkean lämmönjohtavuuden omaavien materiaalien lisäksi valmistajat jatkavat innovointia piirilevyjen rakenteen optimoinnissa. Esimerkiksi 6 unssin paksuisen kuparilevyteknologian käyttäminen voi vähentää lämmönkestävyyttä 30 % ja parantaa tehokkaasti lämmönpoistoa. Joihinkin korkealaatuisiin -AI-palvelimien piirilevyihin on myös upotettu yhtenäisiä lämpölevyjä tai lämpöputkia, jotka hyödyntävät tehokasta lämmönjohtavuuttaan sirun tuottaman lämmön nopeaan hajauttamiseen koko piirilevyyn ja käyttävät sitten ulkoisia lämmönpoistolaitteita, kuten jäähdytyslevyjä, sen poistamiseen. Samanaikaisesti optimoi piirilevyasettelu keskittämällä-tehokkaita komponentteja alueille, joilla on hyvä lämmönpoisto, ja lisäämällä lämmönpoistoreikien määrää ja tiheyttä lämmönpoiston tehokkuuden parantamiseksi. Näiden lämmönpoistotekniikoiden kattavalla sovelluksella varmistetaan, että AI-palvelimen sirun lämpötila pysyy turvallisella alueella pitkällä-suurella kuormituksella, mikä varmistaa palvelimen vakaan toiminnan.
Tekninen läpimurto suuritiheyksisessä johdotuksessa
HDI-tekniikasta on tullut valtavirtaa korkean{0}}tiheyden johdotuksen saavuttamiseksi. HDI saavuttaa tiukemmat sähköliitännät eri kerrosten välillä luomalla pieniä läpivientejä (mikroreiät, umpireiät ja haudatut reiät) piirilevyn sisäkerrokseen. Joissakin AI-palvelinemolevyissä, jotka vaativat erittäin paljon tilaa, HDI-tekniikka lisää johdotustiheyttä useita kertoja enemmän kuin perinteiset painetut piirilevyt. Samaan aikaan monikerroksisia painettuja piirilevyjä kehitetään jatkuvasti ja ne tarjoavat enemmän tilaa piiriasettelulle lisäämällä kerrosten määrää, joihin mahtuu enemmän komponentteja ja monimutkaisempia piirejä. Esimerkiksi joidenkin AI-palvelimien PCB-kerrokset ovat ylittäneet 18 kerrosta ja jopa 32 tasoa. Monikerroksisissa painetuissa piirilevyissä teho-, maa- ja signaalikerrosten järkevä suunnittelu vähentää tehokkaasti sähkömagneettisia häiriöitä ja signaalin ylikuulumista, parantaa signaalin eheyttä ja täyttää AI-palvelimien korkeat suorituskykyvaatimukset.