Praegusel tehisintellekti õitseva arengu ajastul mõjutavad AI-serverid kui intelligentse andmetöötluse põhikandjad otseselt tehisintellekti rakenduste jõudlust. Ja pcb, elektroonikaseadmete põhikomponent, on AI-serverites ülioluline.
AI-serverite ranged jõudlusnõuded trükkplaatidele Kiire andmeedastusnõuded
AI-serverid vastutavad tohutute andmemahtude töötlemise ja keerukate arvutusülesannete täitmise eest, muutes andmeedastuskiiruse peamiseks jõudlusnäitajaks. AI mudeli koolituse näitel tuleb kiipide, mälu ja salvestusseadmete vahel lühikese aja jooksul sageli vahetada suurt hulka andmeid. Siinkohal peab PCB tagama, et andmesignaal on kõrgel-sagedusel ja suurel-kiirusel edastamise ajal stabiilne ja täpne, vältides signaali nõrgenemist ja moonutusi. Selle eesmärgi saavutamiseks peavad trükkplaatidel olema madal dielektriline konstant ja madal kadudegur, et vähendada signaali edastuskadusid. Samal ajal on täpne impedantsi juhtimine hädavajalik. Ainult signaali edastustee impedantsi sobitamise tagamisega saab ära hoida signaali peegeldumise ning tagada andmeedastuse täpsuse ja veavaba.
Tõhusa soojuse hajumise nõuded
AI-serveris olevad arvukad suure jõudlusega{0}}kiibid tekitavad töötamise ajal märkimisväärsel hulgal soojust. Kui soojuse hajumine ei ole õigeaegne, põhjustab kiibi kõrge temperatuur jõudluse halvenemist ja isegi riistvarakahjustusi. Näiteks GPU-klastris töötades võivad mitme GPU-kiibi koos töötamine põhjustada kohaliku temperatuuri tõusu üle 120 kraadi. Seetõttu peavad trükkplaadid kandma vastutust tõhusa soojuse hajumise eest. Selleks on vaja kasutada suure soojusjuhtivusega materjale, nagu alumiiniumist aluspinnad (soojusjuhtivusega kuni 2,0 W/m · K) või manustatud vaskplokke, et suurendada soojuse hajumise võimet. Samal ajal juhitakse soojust kiiresti jahutusradiaatorisse mõistlike soojuse hajumise kanalite (nt soojuseraldusavade, soojuseralduskihtide jne) kaudu, et säilitada kiibi stabiilne töö sobival temperatuuril.
Nõuded suure tihedusega vooluahela paigutusele
Tehisintellekti tehnoloogia arenedes kasvab elektrooniliste komponentide integreerimine AI-serveritesse jätkuvalt. trükkplaadid peavad piiratud ruumis saavutama tihedama vooluahela paigutuse, et vastata kasvava komponentide arvu ja funktsionaalse keerukuse nõuetele. See on nagu rohkemate teede ja hoonete planeerimine piiratud linnaruumi, tagades nii kompaktse paigutuse kui ka mitte-sekkumise erinevate liinide ja komponentide vahel. Näiteks väikesed tehisintellekti kiirendi moodulid kasutavad sageli 4-5 järku HDI tehnoloogiat, mis suurendab oluliselt juhtmestiku tihedust, vähendab trükkplaadi suurust ja tagab signaali edastamise stabiilsuse läbi mikroaukude, pimeaukude ja maetud aukude.
PCb võtmeroll AI-serverites
Füüsiline tugi ja elektriühenduse platvorm
PCb pakub tugevat füüsilist tuge AI-serverite erinevatele elektroonilistele komponentidele, nagu ka hoone vundament. Samal ajal loob see komponentide vahel elektriühenduse võrgu, ühendades tihedalt peamised komponendid, nagu CPU, GPU, mälu ja salvestusruum, et võimaldada neil koos töötada. Makroperspektiivist lähtudes toetuvad andmesignaali edastamine, voolujaotus ja haldamine serveri erinevate komponentide vahel PCB-le. Erinevatel komponentidel on signaali edastamiseks erinevad nõuded ning trükkplaadid vastavad nendele erinevatele vajadustele läbi hoolika vooluahela paigutuse ja signaaliedastusteede, tagades kogu serverisüsteemi koordineeritud töö.
Andmesignaali edastamine ja toitehaldus
Andmesignaali edastamise osas vastutab pcb erinevate komponentide genereeritud andmesignaalide täpse ja kiire edastamise eest sihtkomponendile. Näiteks tuleb protsessori poolt töödeldud andmed edastada PCB kaudu mälumällu või edasiseks arvutamiseks GPU-sse. Selle protsessi käigus peab PCB tagama signaali terviklikkuse ja stabiilsuse. Toitehalduse osas vastutab PCB voolu stabiilse jaotamise eest erinevatele komponentidele, tagades, et iga komponent saab sobiva pinge ja voolu. Samal ajal saab toite- ja maanduskihtide mõistliku paigutusega vähendada toitemüra ja elektromagnetilisi häireid, luues signaali edastamiseks hea elektrikeskkonna.
Täiustatud materjalid ja tehnoloogiad, mis vastavad nõudlusele
Materjalid ja protsessid kiireks{0}}edastuseks
Et rahuldada AI-serverite nõudlust trükkplaatide kiire{0}}edastuse järele, on tööstus kasutusele võtnud hulga täiustatud materjale. Polütetrafluoroetüleen ja keraamilised täitematerjalid on nende suurepäraste madala dielektrilise konstandi ja madala kaduteguri omaduste tõttu ideaalsed valikud kõrgsageduslikeks rakendusteks. Nende materjalide kõrge hind piirab aga nende laiaulatuslikku-kasutust. Sel eesmärgil on mõned tootjad välja töötanud hübriidsubstraate, näiteks kombineerides FR-4 PTFE-ga, kasutades madala-kuluga FR-4 materjali mittekriitilistes signaalikihtides ja PTFE-d kriitilistes signaalikihtides, mis vähendab tõhusalt kulusid, tagades jõudluse. Tehnoloogiliselt on laialdaselt kasutatud laserpuurimise tehnoloogiat. Traditsiooniline mehaaniline puurimine tekitab alla 0,2 mm avade töötlemisel purskeid, mis võivad mõjutada läbivate aukude juhtivust ja signaali edastamist. CO ₂ laserpuurimistehnoloogia abil on võimalik saavutada 0,15 mm mikroaukude töötlemine, mille aukude seina karedus on väiksem kui 15 μm või sellega võrdne, parandades oluliselt kõrgsagedusliku signaali edastamise tõhusust. Lisaks võivad täiustatud söövitusprotsessid saavutada peenemat vooluahelat ja vastata suure tihedusega juhtmestiku nõuetele.
Soojuse hajumise tehnoloogia ja struktuuri optimeerimine
Soojuse hajumise probleemi lahendamiseks jätkavad tootjad lisaks kõrge soojusjuhtivusega materjalide kasutamisele uuendusi ka trükkplaatide struktuuri optimeerimisel. Näiteks 6 untsi paksuse vaskplaadi tehnoloogia kasutamine võib vähendada soojustakistust 30% ja parandada tõhusalt soojuse hajumist. Mõnesse tipptasemel-AI-serveri trükkplaadile on manustatud ka ühtlased kuumutusplaadid või soojustorud, mis kasutavad oma tõhusat soojusjuhtivust, et hajutada kiibi tekitatud soojus kiiresti kogu trükkplaadile, ja seejärel kasutavad selle hajutamiseks väliseid soojuseraldusseadmeid, nagu jahutusradiaatorid. Samal ajal optimeerige trükkplaadi paigutust, koondades suure-võimsusega komponendid hea soojuse hajumisega piirkondadesse ning suurendades soojuseraldusavade arvu ja tihedust, et veelgi parandada soojuse hajumise tõhusust. Nende soojuse hajumise tehnoloogiate igakülgse rakendamisega tagatakse, et tehisintellekti serveri kiibi temperatuur püsib pikaajalisel-suure koormusega töötamisel ohutus vahemikus, tagades serveri stabiilse töö.
Tehnoloogiline läbimurre suure{0}tihedusega juhtmestikus
Suure{0}}tihedusega juhtmestiku saavutamiseks on HDI-tehnoloogia muutunud peavooluks. HDI saavutab tihedamad elektriühendused erinevate kihtide vahel, luues trükkplaadi sisemisse kihti pisikesi läbiviike (mikroaugud, pimeaugud ja maetud augud). Mõnel AI-serveri emaplaadil, mis nõuavad väga palju ruumi, suurendab HDI-tehnoloogia juhtmestiku tihedust mitu korda kõrgemaks kui traditsioonilised trükkplaadid. Samal ajal arenevad pidevalt mitmekihilised trükkplaadid, mis pakuvad rohkem ruumi vooluringide paigutusele, suurendades kihtide arvu, mis mahutab rohkem komponente ja keerukamaid vooluringe. Näiteks on mõne AI-serveri PCB-kihid ületanud 18 kihti ja jõudnud isegi 32 kihini. Mitmekihilistes trükkplaatides vähendab toite-, maandus- ja signaalikihtide paigutuse mõistlik planeerimine tõhusalt elektromagnetilisi häireid ja signaali ülekõla, parandab signaali terviklikkust ja vastab tehisintellekti serverite kõrgetele jõudlusnõuetele.