Dans l’ère actuelle de développement fulgurant de l’intelligence artificielle, les serveurs d’IA, en tant que support principal de l’informatique intelligente, ont un impact direct sur les performances des applications d’IA. Et le PCB, composant fondamental des appareils électroniques, est crucial dans les serveurs d’IA.
Les exigences de performance strictes des serveurs IA pour les cartes de circuits imprimésExigences de transmission de données à haute vitesse
Les serveurs d’IA sont responsables du traitement d’énormes quantités de données et de l’exécution de tâches informatiques complexes, faisant de la vitesse de transmission des données un indicateur de performance clé. En prenant comme exemple la formation de modèles d'IA, une grande quantité de données doit être fréquemment échangée entre les puces, la mémoire et les périphériques de stockage sur une courte période de temps. À ce stade, la carte doit garantir que le signal de données est stable et précis pendant la transmission à haute -fréquence et à haute -vitesse, en évitant l'atténuation et la distorsion du signal. Pour atteindre cet objectif, les cartes de circuits imprimés doivent avoir des caractéristiques de faible constante diélectrique et de faible facteur de perte afin de réduire les pertes de transmission du signal. Parallèlement, un contrôle précis de l’impédance est indispensable. Ce n'est qu'en garantissant l'adaptation d'impédance du chemin de transmission du signal que la réflexion du signal peut être évitée et que la transmission des données peut être garantie comme étant précise et sans erreur.
Exigences efficaces de dissipation thermique
Les nombreuses puces-hautes performances du serveur IA génèrent une quantité importante de chaleur pendant le fonctionnement. Si la dissipation thermique n'est pas effectuée à temps, la température élevée de la puce entraînera une dégradation des performances et même des dommages matériels. Par exemple, lorsque vous travaillez dans un cluster GPU, plusieurs puces GPU fonctionnant ensemble peuvent faire monter les températures locales au-dessus de 120 degrés. Par conséquent, les cartes de circuits imprimés doivent assumer la responsabilité d’une dissipation thermique efficace. Cela nécessite l'utilisation de matériaux à haute conductivité thermique, tels que des substrats en aluminium (avec une conductivité thermique allant jusqu'à 2,0 W/m · K) ou des blocs de cuivre intégrés pour améliorer les capacités de dissipation thermique. Dans le même temps, grâce à des canaux de dissipation thermique raisonnables tels que la configuration de trous de dissipation thermique, de couches de dissipation thermique, etc., la chaleur est rapidement guidée vers le dissipateur thermique pour maintenir un fonctionnement stable de la puce à une température appropriée.
Exigences de disposition des circuits haute densité
Avec le développement de la technologie IA, l’intégration de composants électroniques dans les serveurs IA continue d’augmenter. les cartes de circuits imprimés doivent réaliser des configurations de circuits plus denses dans un espace limité pour répondre aux exigences du nombre croissant de composants et de la complexité fonctionnelle. Cela revient à planifier davantage de routes et de bâtiments dans un espace urbain limité, en garantissant à la fois un agencement compact et une absence d'interférence entre les différentes lignes et composants. Par exemple, les petits modules accélérateurs d'IA utilisent souvent la technologie HDI d'ordre 4 à 5, qui augmente considérablement la densité de câblage, réduit la taille des circuits imprimés et garantit la stabilité de la transmission du signal à travers des micro-trous, des trous borgnes et des trous enterrés.
Le rôle clé du PCB dans les serveurs IA
Plateforme de support physique et de connexion électrique
pcb fournit un support physique solide pour divers composants électroniques dans les serveurs IA, tout comme les fondations d'un bâtiment. Dans le même temps, il construit un réseau de connexions électriques entre les composants, reliant étroitement les composants clés tels que le CPU, le GPU, la mémoire et le stockage pour leur permettre de fonctionner ensemble. D'un point de vue macro, la transmission du signal de données, la distribution d'énergie et la gestion entre les différents composants du serveur reposent toutes sur le circuit imprimé. Différents composants ont des exigences différentes en matière de transmission du signal, et les cartes de circuits imprimés répondent à ces divers besoins grâce à une disposition soignée des circuits et des chemins de transmission du signal, garantissant le fonctionnement coordonné de l'ensemble du système serveur.
Transmission du signal de données et gestion de l'énergie
En termes de transmission des signaux de données, le PCB est responsable de la transmission précise et rapide des signaux de données générés par différents composants au composant cible. Par exemple, les données traitées par le CPU doivent être transmises vers la mémoire via le PCB ou vers le GPU pour un calcul ultérieur. Au cours de ce processus, le PCB doit garantir l'intégrité et la stabilité du signal. En termes de gestion de l'alimentation, le circuit imprimé est responsable de la distribution stable de l'énergie aux différents composants, garantissant que chaque composant reçoit la tension et le courant appropriés. Dans le même temps, en disposant raisonnablement les couches d'alimentation et de terre, le bruit de puissance et les interférences électromagnétiques peuvent être réduits, créant ainsi un bon environnement électrique pour la transmission du signal.
Des matériaux et technologies avancés qui répondent à la demande
Matériaux et processus pour la transmission-à grande vitesse
Pour répondre à la demande des serveurs d'IA en matière de transmission-haute vitesse des cartes de circuits imprimés, l'industrie a adopté une série de matériaux avancés. Les matériaux de remplissage en polytétrafluoroéthylène et en céramique sont des choix idéaux pour les applications à haute -fréquence en raison de leurs excellentes caractéristiques de faible constante diélectrique et de faible facteur de perte. Cependant, le coût élevé de ces matériaux limite leur application à grande échelle. À cette fin, certains fabricants ont développé des substrats hybrides, tels que la combinaison de FR-4 avec du PTFE, en utilisant un matériau FR-4 à faible coût-coût dans les couches de signal non critiques, et du PTFE dans les couches de signal critiques, ce qui réduit efficacement les coûts tout en garantissant les performances. En termes de technologie, la technologie de forage au laser a été largement utilisée. Le perçage mécanique traditionnel est susceptible de produire des bavures lors du traitement d'ouvertures inférieures à 0,2 mm, ce qui peut affecter la conductivité et la transmission du signal des trous traversants. La technologie de forage au laser CO₂ peut réaliser un traitement de micro-trous de 0,15 mm, avec une rugosité de paroi de trou inférieure ou égale à 15 μm, améliorant considérablement l'efficacité de la transmission du signal haute fréquence. De plus, des processus de gravure avancés peuvent permettre une fabrication de circuits plus fine et répondre aux exigences de câblage haute densité.
Technologie de dissipation thermique et optimisation structurelle
Pour résoudre le problème de dissipation thermique, en plus d'utiliser des matériaux à haute conductivité thermique, les fabricants continuent d'innover dans l'optimisation de la structure des circuits imprimés. Par exemple, l'utilisation de la technologie des plaques de cuivre de 6 oz d'épaisseur peut réduire la résistance thermique de 30 % et améliorer efficacement la dissipation thermique. Dans certaines cartes de circuits imprimés de serveur IA haut de gamme, des plaques chauffantes ou des caloducs uniformes sont également intégrés, qui utilisent leur conductivité thermique efficace pour dissiper rapidement la chaleur générée par la puce vers l'ensemble de la carte, puis utilisent des dispositifs de dissipation thermique externes tels que des dissipateurs thermiques pour la dissiper. Dans le même temps, optimisez la disposition du circuit imprimé en concentrant les composants à haute -puissance dans les zones avec une bonne dissipation thermique et en augmentant le nombre et la densité des trous de dissipation thermique pour améliorer encore l'efficacité de la dissipation thermique. Grâce à l'application complète de ces technologies de dissipation thermique, il est garanti que la température de la puce du serveur AI reste dans une plage sûre en cas de fonctionnement à charge élevée à long -, garantissant ainsi un fonctionnement stable du serveur.
Percée technologique dans le câblage-haute densité
Pour obtenir un câblage haute-densité, la technologie HDI est devenue courante. HDI réalise des connexions électriques plus étroites entre les différentes couches en créant de minuscules vias (micro-trous, trous borgnes et trous enterrés) dans la couche interne du circuit imprimé. Dans certaines cartes mères de serveur AI qui nécessitent un espace extrêmement important, la technologie HDI augmente la densité de câblage plusieurs fois plus élevée que les cartes de circuits imprimés traditionnelles. Dans le même temps, les cartes de circuits imprimés multi-couches se développent constamment, offrant plus d'espace pour la disposition des circuits en augmentant le nombre de couches, ce qui peut accueillir plus de composants et des circuits plus complexes. Par exemple, les couches de circuits imprimés de certains serveurs IA ont dépassé 18 couches, et ont même atteint 32 couches. Dans les cartes de circuits imprimés multi-, une planification raisonnable de la disposition des couches d'alimentation, de terre et de signal réduit efficacement les interférences électromagnétiques et la diaphonie du signal, améliore l'intégrité du signal et répond aux exigences de performances élevées-des serveurs d'IA.