PCIe 5.0 vs PCIe 6.0 ახსნა: ძირითადი გამოწვევები ხელოვნური ინტელექტის მონაცემთა ცენტრის PCB წარმოებისთვის
შინაარსი
- შესავალი: PCIe ევოლუცია და ხელოვნური ინტელექტის მონაცემთა ცენტრის მოთხოვნები
- რა არის PCIe 5.0?
- რა არის PCIe 6.0?
- რატომ სჭირდებათ ხელოვნური ინტელექტის მონაცემთა ცენტრებს PCIe 5.0 და 6.0
- სიგნალის მთლიანობის გამოწვევები: PCIe 5.0 vs 6.0
- მაღალსიჩქარიანი PCB მასალისა და პროცესის შერჩევა
- როგორ განვახორციელოთ PCIe 6.0 PAM4 სიგნალიზაცია PCB-ებში
- ტესტირებისა და ვალიდაციის მეთოდები
- ქარხნის შემთხვევის შესწავლა და შესაძლებლობების ჩვენება
- დასკვნა და რეკომენდაციები
- ხშირად დასმული კითხვები (FAQ)
PCIe Evolution და ხელოვნური ინტელექტის მონაცემთა ცენტრის მოთხოვნები
PCI Express (PCIe) არის ერთ-ერთი ყველაზე კრიტიკული მაღალსიჩქარიანი ურთიერთდაკავშირების სტანდარტი სერვერებსა და GPU კლასტერებში.
რა არის PCIe 5.0?
2019 წელს დანერგილმა PCIe 5.0-მა მონაცემთა გადაცემის სიჩქარე 32 გბ/წმ-მდე გაზარდა, რაც თითოეულ ხაზზე დაახლოებით 4 გბ/წმ-ს და სრული x16 სლოტისთვის 64 გბ/წმ-მდე სიჩქარეს უზრუნველყოფს. ის კვლავ იყენებს NRZ (ნულზე დაბრუნების გარეშე) სიგნალიზაციას, რაც უკუთავსებადობას ინარჩუნებს.
რა არის PCIe 6.0?
2022 წელს გამოშვებული PCIe 6.0 სიჩქარეს 64 გბ/წმ-მდე აორმაგებს და x16 ხაზებისთვის უზარმაზარ 128 გბ/წმ სიჩქარეს გვთავაზობს. მთავარი სიახლეა PAM4-ზე (4 დონიანი პულს-ამპლიტუდის მოდულაცია) გადასვლა და FEC-ის (პირდაპირი შეცდომის კორექცია) ინტეგრაცია ბიტური შეცდომების შესამცირებლად. ეს გადასვლა მნიშვნელოვნად ზრდის დაბეჭდილი მიკროსქემის დიზაინის სირთულეს, განსაკუთრებით სიგნალის მთლიანობის თვალსაზრისით.
რატომ სჭირდებათ ხელოვნური ინტელექტის მონაცემთა ცენტრებს PCIe 5.0 და 6.0
ხელოვნური ინტელექტის ტრენინგი და ინფერენცია მოითხოვს ულტრასწრაფ ურთიერთკავშირს გრაფიკულ პროცესორებსა და პროცესორებს შორის. PCIe 5.0 და PCIe 6.0 უზრუნველყოფენ იმ გამტარუნარიანობას, რომელზეც ხელოვნური ინტელექტის მონაცემთა ცენტრები არიან დამოკიდებული. გრაფიკული პროცესორის სიმკვრივის ზრდასთან ერთად, PCB სიგნალის მთლიანობის პრობლემები მრავლდება, რაც მოწინავე წარმოებას აუცილებელს ხდის.
სიგნალის მთლიანობის გამოწვევები: PCIe 5.0 vs 6.0
ჩასმის დაკარგვა
PCIe 5.0-ისთვის ჩასმის დანაკარგის ტოლერანტობა დაახლოებით 28-30 დბ-ია, თუმცა PCIe 6.0-ს გაცილებით მკაცრი ლიმიტები სჭირდება, ხშირად 20 დბ-ზე ნაკლები. PCB მასალების დიელექტრიკული დანაკარგი (Df) და კვალის სიგრძე პირდაპირ გავლენას ახდენს სიგნალების სტაბილურობაზე.
ჯვარედინი კომუნიკაციისა და წინაღობის კონტროლი
PAM4 სიგნალიზაციისას ამპლიტუდა განახევრდება, რაც ჯვარედინი ხმაურისა და არეკვლის პრობლემურობას უფრო პრობლემურს ხდის. დაბეჭდილი ფირფიტების წარმოებამ დიფერენციალური წინაღობა 85 ± 5 Ω-ის ფარგლებში უნდა შეინარჩუნოს, რაც უფრო მკაცრ დაშორების წესებსა და ეკრანირების სტრატეგიებს მოითხოვს.
დიფერენციალური მარშრუტიზაციისა და განლაგების გამოწვევები
PCIe 6.0-ში ტრასის სიგრძე მინიმუმამდე უნდა იყოს დაყვანილი. 10 ინჩზე გრძელი ნებისმიერი ტრასის შემთხვევაში, სიგნალის მთლიანობის შესანარჩუნებლად საჭიროა ულტრადაბალი დანაკარგის მქონე მასალები ან რეტაიმერების დამატება.
მაღალსიჩქარიანი PCB მასალისა და პროცესის შერჩევა
FR4 მაღალი სიხშირის/მაღალსიჩქარიანი მასალების წინააღმდეგ
ჩვეულებრივი FR4 პროცესორს PCIe 6.0-თან შედარებით პრობლემები აქვს. ისეთი მოწინავე მასალები, როგორიცაა Megtron 6, Tachyon 100G და Isola I-Tera MT40, უფრო დაბალ Dk/Df-ს გვთავაზობენ, რაც მათ PAM4 სიგნალიზაციისთვის შესაფერისს ხდის.
მაღალსიჩქარიანი PCB მოპირკეთების სისქე და სპილენძის ფოლგის შერჩევა
სპილენძის ჭარბი სისქე ზრდის ჩასმის დანაკარგს. მაღალსიჩქარიანი დაბეჭდილი დაფის სისქე, როგორც წესი, 1 უნცია ან უფრო თხელია, ხოლო ზედაპირის უხეშობის შესამცირებლად და სიგნალის მუშაობის გასაუმჯობესებლად გამოიყენება გლუვი სპილენძის ფოლგა.
როგორ განვახორციელოთ PCIe 6.0 PAM4 სიგნალიზაცია PCB-ებში
PAM4-ის დანერგვა მოითხოვს მასალების, მარშრუტიზაციისა და კონექტორების ყოვლისმომცველ ოპტიმიზაციას. თვალის დიაგრამის სიმულაციები ადასტურებს შესრულებას, ხოლო მართვის სიფრთხილე მინიმუმამდე ამცირებს წყვეტებს.
ტესტირებისა და ვალიდაციის მეთოდები
- შესაბამისობის ტესტირება უზრუნველყოფს PCIe 6.0 არხის თავსებადობას
- თვალის დიაგრამის ანალიზი ამოწმებს თვალის გახსნის სიგნალს
- FEC-ით TX/RX კალიბრაცია ამცირებს ბიტური შეცდომების მაჩვენებელს
- CEM ტესტირება ადასტურებს სისტემის დონის ურთიერთქმედებას
ქარხნის შემთხვევის შესწავლა და შესაძლებლობების ჩვენება
ჩვენი ექსპერტიზა ხელოვნური ინტელექტის მონაცემთა ცენტრის დაბეჭდილი ბეჭდური დაფების წარმოებაში მოიცავს:
- მასობრივი წარმოება ულტრადაბალი დანაკარგების მქონე ლამინატებით
- მაღალსიჩქარიანი მარშრუტიზაციისა და წინაღობის კონტროლის შესაძლებლობები
- შემთხვევების კვლევები აჩვენებს BER-ის 40%-ით შემცირებას და GPU-ს ურთიერთდაკავშირებულ სისტემებში შეყოვნების 12%-ით გაუმჯობესებას.
რეკომენდაციები
PCIe 5.0 და PCIe 6.0 ხელოვნური ინტელექტის მონაცემთა ცენტრებისთვის დაბეჭდილი დაფების (PCB) წარმოებას ხელახლა განსაზღვრავენ. დიზაინის ინჟინრებმა პრიორიტეტი მაღალსიჩქარიან მასალებს, ოპტიმიზებულ მარშრუტიზაციას და საიმედო სიმულაციებს უნდა მიანიჭონ. შესყიდვების ლიდერებმა მაღალი სიხშირის და მაღალსიჩქარიანი დიზაინის გამოცდილების მქონე დაბეჭდილი დაფების მწარმოებლებთან უნდა ითანამშრომლონ.
ხშირად დასმული კითხვები (FAQ)
კითხვა 1: რა არის ძირითადი განსხვავებები PCIe 5.0-სა და PCIe 6.0-ს შორის?
A1: სიჩქარე იზრდება 32 GT/წმ-დან 64 GT/წმ-მდე, PAM4-ისა და FEC-ის გამოყენებით.
კითხვა 2: რატომ აქვთ ხელოვნური ინტელექტის მონაცემთა ცენტრებს უფრო მაღალი მოთხოვნები დაბეჭდილი ბეჭდური ბეჭდების წარმოებისთვის?
A2: GPU კლასტერის მასშტაბი დიდია, ურთიერთდაკავშირების არხები გრძელია და სიგნალის მთლიანობასთან დაკავშირებული მნიშვნელოვანი პრობლემებია.
კითხვა 3: რა არის მაღალსიჩქარიანი PCB მასალების საერთო არჩევანი?
A3: Megtron 6, Tachyon 100G, I-Tera MT40.
კითხვა 4: როგორ შევამციროთ სიგნალის დანაკარგი PCIe 6.0-ში?
A4: აირჩიეთ დაბალი დანაკარგის მქონე მასალები, აკონტროლეთ კვალის სიგრძე, გამოიყენეთ რეტაიმერები.
კითხვა 5: მოქმედებს თუ არა მაღალსიჩქარიანი დაბეჭდილი დაფის სისქე სიგნალებზე?
A5: დიახ, სპილენძის ჭარბი სისქე ზრდის დანაკარგს. გამოიყენეთ შესაბამისი სისქის გლუვი სპილენძი.
კითხვა 6: როგორ შევამოწმოთ PCIe არხის მუშაობა ხელოვნური ინტელექტის მონაცემთა ცენტრის დედა დაფებზე?
A6: შესაბამისობის ტესტირების, თვალის დიაგრამის ანალიზისა და FEC კალიბრაციის გზით.
