PCIe 5.0 супраць PCIe 6.0: тлумачэнне: асноўныя праблемы вытворчасці друкаваных плат у цэнтрах апрацоўкі дадзеных са штучным інтэлектам
Змест
- Уводзіны: Эвалюцыя PCIe і патрабаванні цэнтраў апрацоўкі дадзеных са штучным інтэлектам
- Што такое PCIe 5.0
- Што такое PCIe 6.0
- Чаму цэнтрам апрацоўкі дадзеных са штучным інтэлектам патрэбныя PCIe 5.0 і 6.0
- Праблемы цэласнасці сігналу: PCIe 5.0 супраць 6.0
- Выбар матэрыялу і працэсу высакахуткаснай друкаванай платы
- Як рэалізаваць сігналізацыю PCIe 6.0 PAM4 на друкаваных платах
- Метады тэсціравання і праверкі
- Тэматычнае даследаванне завода і дэманстрацыя магчымасцей
- Высновы і рэкамендацыі
- Часта задаваныя пытанні (FAQ)
Эвалюцыя PCIe і патрабаванні цэнтраў апрацоўкі дадзеных са штучным інтэлектам
PCI Express (PCIe) — адзін з найважнейшых стандартаў хуткасных міжзлучэнняў у серверах і кластарах графічных працэсараў.
Што такое PCIe 5.0
PCIe 5.0, прадстаўлены ў 2019 годзе, павялічыў хуткасць перадачы дадзеных да 32 ГТ/с, забяспечваючы каля 4 ГБ/с на паласу і да 64 ГБ/с для поўнага слота x16. Ён усё яшчэ выкарыстоўвае сігналізацыю NRZ (Non-Return-to-Zero), захоўваючы зваротную сумяшчальнасць.
Што такое PCIe 6.0
PCIe 6.0, выпушчаны ў 2022 годзе, падвойвае хуткасць да 64 ГТ/с, прапаноўваючы ўражлівыя 128 ГБ/с для ліній x16. Ключавой інавацыяй з'яўляецца пераход да PAM4 (імпульсна-амплітудная мадуляцыя з 4 ўзроўнямі) і інтэграцыя FEC (прамое выпраўленне памылак) для памяншэння бітавых памылак. Гэты пераход значна павялічвае складанасць праектавання друкаваных плат, асабліва для цэласнасці сігналу.
Чаму цэнтрам апрацоўкі дадзеных са штучным інтэлектам патрэбныя PCIe 5.0 і 6.0
Навучанне і высновы штучнага інтэлекту патрабуюць звышхуткіх злучэнняў паміж графічнымі працэсарамі і працэсарамі. PCIe 5.0 і PCIe 6.0 забяспечваюць прапускную здольнасць, ад якой залежаць цэнтры апрацоўкі дадзеных са штучным інтэлектам. Па меры павелічэння шчыльнасці графічных працэсараў праблемы цэласнасці сігналаў друкаваных поплаткаў памнажаюцца, што робіць перадавую вытворчасць неабходнай.
Праблемы цэласнасці сігналу: PCIe 5.0 супраць 6.0
Устаўныя страты
Для PCIe 5.0 дапушчальная ўстаўная страта складае каля 28-30 дБ, але PCIe 6.0 патрабуе значна больш жорсткіх абмежаванняў, часта ніжэй за 20 дБ. Дыэлектрычныя страты (Df) матэрыялаў друкаванай платы і даўжыня дарожкі непасрэдна ўплываюць на стабільнасць сігналаў.
Перакрыжаваныя перашкоды і кантроль імпедансу
Пры перадачы сігналаў PAM4 амплітуда памяншаецца ўдвая, што стварае больш праблемы з перакрыжаванымі перашкодамі і адлюстраваннямі. Вытворчасць друкаваных поплаткаў павінна падтрымліваць дыферэнцыяльны імпеданс у межах 85 ± 5 Ом, што патрабуе больш жорсткіх правілаў размяшчэння і стратэгій экранавання.
Праблемы дыферэнцыяльнай маршрутызацыі і размяшчэння
Даўжыня трас у PCIe 6.0 павінна быць мінімізавана. Любая траса даўжынёй больш за 10 цаляў патрабуе выкарыстання матэрыялаў з ультранізкімі стратамі або дадання рэтаймераў для захавання цэласнасці сігналу.
Выбар матэрыялу і працэсу высакахуткаснай друкаванай платы
FR4 супраць высокачастотных/высокахуткасных матэрыялаў
Звычайныя FR4 маюць праблемы з PCIe 6.0. Такія перадавыя матэрыялы, як Megtron 6, Tachyon 100G і Isola I-Tera MT40, маюць ніжэйшыя суадносіны Dk/Df, што робіць іх прыдатнымі для сігналізацыі PAM4.
Таўшчыня пакрыцця друкаванай платы высокай хуткасці і выбар меднай фальгі
Залішняя таўшчыня медзі павялічвае ўносныя страты. Таўшчыня пакрыцця высакахуткасных друкаваных поплаткаў звычайна складае 1 унцыю або менш, прычым для памяншэння шурпатасці паверхні і паляпшэння якасці сігналу выкарыстоўваецца гладкая медная фальга.
Як рэалізаваць сігналізацыю PCIe 6.0 PAM4 на друкаваных платах
Укараненне PAM4 патрабуе комплекснай аптымізацыі матэрыялаў, трасіроўкі і раздымаў. Мадэляванне з выкарыстаннем вочных дыяграм пацвярджае прадукцыйнасць, а дбайнае кіраванне пераходнымі адтулінамі мінімізуе разрывы.
Метады тэсціравання і праверкі
- Тэставанне на адпаведнасць забяспечвае адпаведнасць канала PCIe 6.0
- Аналіз вочнай дыяграмы правярае адкрыццё сігнальных вачэй
- Каліброўка TX/RX з FEC зніжае частату памылак у біта
- Тэставанне CEM пацвярджае ўзаемадзеянне на ўзроўні сістэмы
Тэматычнае даследаванне завода і дэманстрацыя магчымасцей
Наш вопыт у вытворчасці друкаваных плат са штучным інтэлектам для цэнтраў апрацоўкі дадзеных уключае:
- Масавая вытворчасць ламінату з ультранізкімі стратамі
- Магчымасці хуткаснай маршрутызацыі і кантролю імпедансу
- Тэматычныя даследаванні, якія паказваюць зніжэнне BER на 40% і паляпшэнне затрымкі на 12% у міжзлучэннях графічных працэсараў.
Рэкамендацыі
PCIe 5.0 і PCIe 6.0 пераасэнсоўваюць вытворчасць друкаваных плат для цэнтраў апрацоўкі дадзеных са штучным інтэлектам. Інжынеры-канструктары павінны аддаваць прыярытэт высакахуткасным матэрыялам, аптымізаванай трасіроўцы і надзейнаму мадэляванню. Кіраўнікі па закупках павінны супрацоўнічаць з вытворцамі друкаваных плат, якія маюць вопыт у распрацоўцы высокачастотных і хуткасных праектаў.
Часта задаваныя пытанні (FAQ)
Пытанне 1: Якія асноўныя адрозненні паміж PCIe 5.0 і PCIe 6.0?
A1: Хуткасць павялічваецца з 32 GT/s да 64 GT/s з укараненнем PAM4 і FEC.
Пытанне 2: Чаму цэнтры апрацоўкі дадзеных са штучным інтэлектам маюць больш высокія патрабаванні да вытворчасці друкаваных плат?
A2: Маштаб кластара графічных працэсараў вялікі, каналы ўзаемасувяз доўгія, а праблемы з цэласнасцю сігналу значныя.
Пытанне 3: Якія найбольш распаўсюджаныя матэрыялы для хуткасных друкаваных плат?
A3: Megtron 6, Tachyon 100G, I-Tera MT40.
Пытанне 4: Як паменшыць страты сігналу ў PCIe 6.0?
A4: Выбірайце матэрыялы з нізкімі стратамі, кантралюйце даўжыню дарожкі, выкарыстоўвайце рэтаймеры.
Пытанне 5: Ці ўплывае таўшчыня пакрыцця друкаванай платы высокай хуткасці на сігналы?
A5: Так, празмерная таўшчыня медзі павялічвае страты. Выкарыстоўвайце гладкую медзь адпаведнай таўшчыні.
Пытанне 6: Як праверыць прадукцыйнасць канала PCIe на матчыных платах цэнтраў апрацоўкі дадзеных са штучным інтэлектам?
A6: Праз праверку адпаведнасці, аналіз вочнай дыяграмы і каліброўку FEC.
