Pašreizējā mākslīgā intelekta plaukstošās attīstības laikmetā AI serveri kā viedās skaitļošanas galvenais nesējs tieši ietekmē AI lietojumprogrammu veiktspēju. Un PCB, elektronisko ierīču pamatkomponents, ir izšķiroša nozīme AI serveros.
AI serveru stingrās veiktspējas prasības iespiedshēmu platēm.Ātrdarbīgas datu pārraides prasības
AI serveri ir atbildīgi par milzīga datu apjoma apstrādi un sarežģītu skaitļošanas uzdevumu veikšanu, padarot datu pārraides ātrumu par galveno veiktspējas rādītāju. Kā piemēru ņemot AI modeļu apmācību, ir nepieciešams bieži apmainīties ar lielu datu apjomu starp mikroshēmām, atmiņu un atmiņas ierīcēm īsā laika periodā. Šajā brīdī PCB ir jānodrošina, lai datu signāls būtu stabils un precīzs augstas-frekvences un liela-ātruma pārraides laikā, izvairoties no signāla vājināšanās un kropļojumiem. Lai sasniegtu šo mērķi, iespiedshēmu platēm ir jābūt ar zemu dielektrisko konstanti un zemu zudumu koeficientu, lai samazinātu signāla pārraides zudumus. Tikmēr precīza pretestības kontrole ir obligāta. Tikai nodrošinot signāla pārraides ceļa pretestības saskaņošanu, var novērst signāla atstarošanu un nodrošināt datu pārraides precizitāti un bez kļūdām.
Prasības efektīvai siltuma izkliedēšanai
Daudzās augstas veiktspējas{0}}mikroshēmas AI serverī darbības laikā rada ievērojamu siltuma daudzumu. Ja siltuma izkliedēšana nav savlaicīga, mikroshēmas augstā temperatūra novedīs pie veiktspējas pasliktināšanās un pat aparatūras bojājumiem. Piemēram, strādājot GPU klasterī, vairākas GPU mikroshēmas, kas darbojas kopā, var izraisīt vietējās temperatūras paaugstināšanos virs 120 grādiem. Tāpēc iespiedshēmu platēm ir jāuzņemas atbildība par efektīvu siltuma izkliedi. Tam ir jāizmanto materiāli ar augstu siltumvadītspēju, piemēram, alumīnija substrāti (ar siltumvadītspēju līdz 2,0 W/m · K) vai iegulti vara bloki, lai uzlabotu siltuma izkliedes spējas. Tajā pašā laikā, izmantojot saprātīgus siltuma izkliedes kanālus, piemēram, izveidojot siltuma izkliedes atveres, siltuma izkliedes slāņus utt., siltums tiek ātri novadīts uz siltuma izlietni, lai uzturētu mikroshēmas stabilu darbību piemērotā temperatūrā.
Augsta blīvuma ķēdes izkārtojuma prasības
Attīstoties AI tehnoloģijai, elektronisko komponentu integrācija AI serveros turpina pieaugt. iespiedshēmu platēm ir jāpanāk blīvāks shēmu izkārtojums ierobežotā telpā, lai apmierinātu pieaugošā komponentu skaita un funkcionālās sarežģītības prasības. Tas ir tāpat kā vairāk ceļu un ēku plānošana ierobežotā pilsētas telpā, nodrošinot gan kompaktu izkārtojumu, gan dažādu līniju un komponentu nesajaukšanos-. Piemēram, mazos AI akseleratora moduļos bieži tiek izmantota 4–5 secību HDI tehnoloģija, kas ievērojami palielina vadu blīvumu, samazina shēmas plates izmēru un nodrošina signāla pārraides stabilitāti caur mikrocaurumiem, aklo caurumiem un ieraktiem caurumiem.
PCb galvenā loma AI serveros
Fiziskā atbalsta un elektriskā pieslēguma platforma
PCB nodrošina stabilu fizisko atbalstu dažādiem AI serveru elektroniskajiem komponentiem, tāpat kā ēkas pamatiem. Tajā pašā laikā tas veido elektrisko savienojumu tīklu starp komponentiem, cieši savienojot galvenās sastāvdaļas, piemēram, centrālo procesoru, grafisko procesoru, atmiņu un krātuvi, lai tie varētu strādāt kopā. No makro viedokļa datu signālu pārraide, jaudas sadale un pārvaldība starp dažādiem servera komponentiem ir atkarīga no PCB. Dažādiem komponentiem ir atšķirīgas prasības signāla pārraidei, un iespiedshēmu plates atbilst šīm dažādajām vajadzībām, izmantojot rūpīgu shēmu izkārtojumu un signālu pārraides ceļus, nodrošinot visas serveru sistēmas koordinētu darbību.
Datu signālu pārraide un jaudas pārvaldība
Runājot par datu signālu pārraidi, PCB ir atbildīgs par dažādu komponentu ģenerēto datu signālu precīzu un ātru pārsūtīšanu uz mērķa komponenti. Piemēram, CPU apstrādātie dati ir jāpārsūta uz atmiņas krātuvi, izmantojot PCB, vai uz GPU turpmākai aprēķināšanai. Šī procesa laikā PCB ir jānodrošina signāla integritāte un stabilitāte. Runājot par enerģijas pārvaldību, PCB ir atbildīgs par stabilu jaudas sadali dažādiem komponentiem, nodrošinot, ka katrs komponents saņem atbilstošu spriegumu un strāvu. Tajā pašā laikā, saprātīgi sakārtojot jaudas un zemes slāņus, var samazināt strāvas troksni un elektromagnētiskos traucējumus, radot labu elektrisko vidi signālu pārraidei.
Uzlaboti materiāli un tehnoloģijas, kas atbilst pieprasījumam
Materiāli un procesi ātrgaitas{0}}pārraidei
Lai apmierinātu AI serveru pieprasījumu pēc ātrdarbīgas iespiedshēmu plates{0}}pārraides, nozare ir pieņēmusi virkni modernu materiālu. Politetrafluoretilēns un keramikas pildījuma materiāli ir ideāla izvēle augstfrekvences lietojumiem, jo tiem ir lieliska zemā dielektriskā konstante un zems zudumu koeficients. Tomēr šo materiālu augstās izmaksas ierobežo to plašo pielietojumu-. Šim nolūkam daži ražotāji ir izstrādājuši hibrīda substrātus, piemēram, apvienojot FR-4 ar PTFE, izmantojot zemu-maksas FR-4 materiālu nekritisko signālu slāņos un PTFE kritisko signālu slāņos, kas efektīvi samazina izmaksas, vienlaikus nodrošinot veiktspēju. Tehnoloģiju ziņā plaši izmantota lāzerurbšanas tehnoloģija. Tradicionālā mehāniskā urbšana, apstrādājot atveres, kas ir mazākas par 0,2 mm, var radīt urbumus, kas var ietekmēt vadītspēju un signāla pārraidi caurumos. CO ₂ lāzera urbšanas tehnoloģija var sasniegt 0,15 mm mikro caurumu apstrādi ar urbuma sienas raupjumu, kas ir mazāks vai vienāds ar 15 μm, ievērojami uzlabojot augstfrekvences signāla pārraides efektivitāti. Turklāt uzlaboti kodināšanas procesi var nodrošināt smalkāku ķēdes izgatavošanu un atbilst augsta blīvuma elektroinstalācijas prasībām.
Siltuma izkliedes tehnoloģija un konstrukcijas optimizācija
Lai pārvarētu siltuma izkliedes problēmu, papildus augstas siltumvadītspējas materiālu izmantošanai ražotāji turpina ieviest jauninājumus PCB struktūras optimizēšanā. Piemēram, izmantojot 6 unces biezu vara plākšņu tehnoloģiju, var samazināt termisko pretestību par 30% un efektīvi uzlabot siltuma izkliedi. Dažās augstākās klases-AI servera iespiedshēmās ir iegultas arī vienotas siltuma plāksnes vai siltuma caurules, kas izmanto savu efektīvo siltumvadītspēju, lai ātri izkliedētu mikroshēmas radīto siltumu visā PCB, un pēc tam izmanto ārējās siltuma izkliedes ierīces, piemēram, siltuma izlietnes, lai to izkliedētu. Vienlaikus optimizējiet PCB izkārtojumu, koncentrējot lielas -jaudas komponentus vietās ar labu siltuma izkliedi un palielinot siltuma izkliedes caurumu skaitu un blīvumu, lai vēl vairāk uzlabotu siltuma izkliedes efektivitāti. Izmantojot šīs siltuma izkliedes tehnoloģijas, tiek nodrošināts, ka mākslīgā intelekta servera mikroshēmas temperatūra paliek drošā diapazonā ilgstošas -noslodzes darbības laikā, nodrošinot stabilu servera darbību.
Tehnoloģiskais sasniegums augsta{0}blīvuma elektroinstalācijā
Lai panāktu augsta{0}}blīvuma vadu, HDI tehnoloģija ir kļuvusi par galveno virzienu. HDI nodrošina stingrākus elektriskos savienojumus starp dažādiem slāņiem, izveidojot sīkas caurumus (mikro caurumus, aklos caurumus un ieraktus caurumus) PCB iekšējā slānī. Dažās AI serveru mātesplatēs, kurām ir nepieciešams īpaši daudz vietas, HDI tehnoloģija palielina vadu blīvumu vairākas reizes vairāk nekā tradicionālās iespiedshēmu plates. Tajā pašā laikā daudzslāņu iespiedshēmu plates nepārtraukti attīstās, nodrošinot vairāk vietas ķēžu izkārtojumam, palielinot slāņu skaitu, kuros var ievietot vairāk komponentu un sarežģītākas shēmas. Piemēram, dažu AI serveru PCB slāņi ir pārsnieguši 18 slāņus un pat sasnieguši 32 slāņus. Daudzslāņu iespiedshēmu platēs saprātīga jaudas, zemes un signāla slāņu izkārtojuma plānošana efektīvi samazina elektromagnētiskos traucējumus un signāla šķērsrunu, uzlabo signāla integritāti un atbilst AI serveru augstajām veiktspējas prasībām.