Med den hurtige udvikling af den digitale økonomi vokser efterspørgslen efter computerkraft i datacentre eksponentielt, og flaskehalsen for varmeafledning af traditionelle-luftkølede servere bliver stadig mere fremtrædende i høj-densitetsbehandlingsscenarier. Væskekølingsteknologi er blevet en vigtig udviklingsretning for datacenterkøleløsninger med højere varmeafledningseffektivitet og lavere energiforbrug. I kernearkitekturen for væskekølede servere er høj-tæthed sammenkoblingskort afgørende. De udfører ikke kun effektive transmissionsopgaver af signaler og strøm, men arbejder også sammen med væskekølesystemet for at understøtte stabil drift og ydeevnefrigivelse af serverne.
1, High density interconnect board: "forbindelseskernen" af væskekølede servere
Kernekravet for væskekølede servere er at opnå højere computerkrafttæthed på et begrænset rum, hvilket stiller strenge krav til integration og forbindelseseffektivitet af interne komponenter. Høj-tæthedsforbindelseskortet på væskekølede servere fungerer som en forbindelsesbærer mellem forskellige kernekomponenter i serveren, såsom CPU, GPU, hukommelse, lagermoduler og væskekølede kølemoduler. Dens kerneværdi ligger i at bryde de rumlige begrænsninger af traditionelle sammenkoblingsmetoder gennem optimeret ledningsdesign og kompakt strukturelt layout, der opnår transmissionsmålene "lille volumen, høj båndbredde og lavt tab".
Sammenlignet med sammenkoblingskomponenterne på traditionelle servere har sammenkoblingskortet med høj-densitet, dedikeret til væskekølede servere, en særlig fremtrædende fordel i "densitet". På den ene side kan den integrere flere signalgrænseflader og strømkanaler pr. enhedsareal, såsom et enkelt sammenkoblingskort, der samtidigt kan understøtte signalinteraktion mellem flere højtydende processorer, samt præcis allokering af flere strømforsyninger, hvilket undgår forbindelsesredundans forårsaget af komponentspredning; På den anden side er dens sammenkoblingsafstand kortere, hvilket effektivt kan reducere forsinkelsen og dæmpningen under signaltransmission, hvilket giver stabil "signalgaranti" for høj-beregning af servere. I væskekølesystemer skal sammenkoblingskortet også være rumligt kompatibelt med kølekomponenter såsom kolde plader og rørledninger. Det er nødvendigt at sikre, at det ikke hindrer kølevæskens cirkulationsvej, og at hjælpe med varmeafledning gennem et rimeligt layout for at undgå indvirkningen af lokal varmeakkumulering på transmissionsydelsen.
2, Nøglefunktion: "hardcore-kapacitet" tilpasset væskekølingsscenarier
Arbejdsmiljøet for væskekølede servere er væsentligt forskelligt fra traditionelle luft-kølede servere, da de kommer i tæt kontakt med kølevæsken i lang tid og skal modstå temperaturtrykket forårsaget af højere regnekrafttæthed. Derfor har væskekølede servere med høj-densitet sammenkoblingsplade en række nøglekarakteristika, der er velegnede til væskekølingsscenarier:
For det første har den fremragende højtemperaturmodstand og isoleringsevne. Under driften af væskekølede servere kan temperaturen i visse områder nå et højt niveau, og tilstedeværelsen af kølevæske stiller højere krav til isolering af sammenkoblingskort. Sammenkoblingskort med høj tæthed til væskekølede servere bruger normalt højtydende substrater og isoleringsbelægninger, som kan opretholde en stabil fysisk struktur og elektrisk ydeevne i højtemperaturmiljøer og effektivt isolere kølevæske fra interne kredsløb og undgå sikkerhedsrisici såsom kortslutninger.
For det andet høj pålidelighed og antivibrationsevne. Driften af vandpumper og daglig vedligeholdelse af servere i væskekølesystemer kan generere visse vibrationer, og sammenkoblingskortet, som den centrale forbindelseskomponent, påvirker direkte serverens overordnede drift med hensyn til forbindelsesstabilitet. Denne type sammenkoblingskort kan gennem optimeret emballageteknologi og forstærkningsdesign effektivt modstå påvirkningen af vibrationer, sikre fastheden af grænsefladeforbindelser og reducere risikoen for dårlig kontakt og andre fejl forårsaget af vibrationer.
Derudover er effektiv varmeafledningsassistance også en af dens vigtige egenskaber. Selvom væskekølesystemer spiller en stor rolle i varmeafledning, genererer høj-tæthed sammenkoblingskort også selv en vis mængde varme, når de transmitterer signaler og elektricitet. Nogle sammenkoblingskort med høj-densitet til væskekølede servere vil bruge specielle strukturelle designs, såsom reserverede varmeafledningskanaler og materialer med god termisk ledningsevne, til at overføre den varme, der genereres af dem selv, til væskekølesystemet, hvilket yderligere forbedrer servernes samlede varmeafledningseffektivitet.
3, Anvendelsesscenarie: Støt opgraderingen af efterspørgsel efter computerkraft på flere områder
Med den hurtige udvikling af teknologier som 5G, kunstig intelligens, big data og cloud computing er efterspørgslen efter computerkraft i forskellige industrier konstant stigende. Væskekølede servere bruges i vid udstrækning i flere scenarier med høj computing-densitet, og høj-density interconnect board på væskekølede servere, som kernekomponenten i væskekølede servere, spiller også en vigtig rolle i disse scenarier
I kunstig intelligens-træning og slutningsscenarier er AI-servere normalt udstyret med flere{0} højtydende GPU'er med ekstrem høj computerkrafttæthed og presserende kølekrav. Sammenkoblingskort med høj tæthed kan opnå høj-signalforbindelse mellem flere GPU'er, CPU'er og hukommelse, hvilket understøtter milliarder af computeropgaver pr. sekund. Samtidig arbejder de sammen med flydende kølesystemer for at sikre, at GPU'er kører i et stabilt temperaturmiljø, og undgår nedbrydning af computerkraft eller hardwareskader forårsaget af høje temperaturer.
I cloud computing-datacenterscenarier kræver-store serverklynger effektiv ressourceplanlægning og datatransmissionskapacitet. Væskekølede servere er blevet et vigtigt valg for cloud computing-datacentre på grund af deres fordele ved lavt energiforbrug og høj varmeafledningseffektivitet. Sammenkoblingskortet med høj-densitet er ansvarligt for at forbinde serverens interne komponenter med eksterne netværk og lagerenheder. Gennem høj båndbredde og lav latency transmissionsydelse forbedrer den den overordnede operationelle effektivitet af datacentret og opfylder de hurtige behandlings- og transmissionsbehov for massive data i cloud computing-scenarier.
I højtydende computerscenarier som f.eks. vejrudsigelse, rumfartssimulering, biofarmaceutiske produkter osv., skal servere have stærke parallelle computeregenskaber, og computerkrafttætheden på en enkelt server overstiger langt den i almindelige scenarier. Sammenkoblingskort med høj tæthed kan give effektiv sammenkoblingsunderstøttelse for flere processorer, accelerationskort og andre komponenter i HPC-servere, hvilket sikrer samarbejde mellem komponenter, mens de tilpasses varmeafledningskravene for væskekølesystemer, hvilket giver garantier for stabil drift af høj-beregningsopgaver.
4, Forholdsregler for prøveudtagning: nøgletrin for at sikre produktets ydeevne og tilpasningsevne
Sampling af høj-tæthed interconnect boards til væskekølede servere er det centrale overgangsstadium fra design til masseproduktion, som direkte påvirker, om produktet kan tilpasse sig væskekølingsscenarier og opfylde ydeevnekravene. Under prøveudtagningsprocessen er det vigtigt at være meget opmærksom på følgende forholdsregler for at undgå potentielle produktionsrisici eller manglende-ydelsesoverholdelse forårsaget af oversete detaljer:
(1) Før prøveudtagning: Klargør krav og materialevalg
Før prøveudtagning er det nødvendigt fuldt ud at afstemme kravene med designteamet og downstream-serverleverandører, især for de særlige krav til væskekølingsscenarier. På den ene side er det nødvendigt at præcisere de elektriske ydeevneindikatorer for sammenkoblingskortet, såsom transmissionsbåndbredde, signaldæmpningstærskel, strømfordelingsnøjagtighed osv. For at sikre, at de samplede produkter kan matche serverens krav til datakrafttransmission; På den anden side er det nødvendigt at fokusere på at bekræfte miljøtilpasningskravene i væskekølede miljøer, såsom driftstemperaturområde, kølevæskekompatibilitet og antivibrationsniveau osv., for at undgå prøvetagningsafvigelser forårsaget af uklare krav.
Materialevalg er grundlaget for vellykket prøveudtagning, og der bør prioriteres at tilpasse sig karakteristikaene ved væskekølingsscenarier. Substratet bør vælges blandt materialer, der er modstandsdygtige over for høje temperaturer og lavt dielektrisk tab, for at sikre stabil elektrisk ydeevne selv i højtemperaturmiljøet på væskekølede servere; Isoleringsbelægningen skal være af en type, der er modstandsdygtig over for kølevæskekorrosion og har høj isoleringsstyrke for at forhindre, at kølemiddelgennemtrængning forårsager kortslutninger i kredsløbet; Til områder, der kræver ekstra varmeafledning, kan metalsubstrater eller termisk ledende klæbemidler med høj varmeledningsevne bruges til at forbedre varmeoverførselseffektiviteten. Samtidig skal materialerne overholde industriens miljøstandarder for at undgå at påvirke serverens indre miljø på grund af frigivelse af skadelige stoffer.
(2) Prøvetagningsproces: streng kontrol af proces- og dimensionsnøjagtighed
Proceskontrol bestemmer direkte ydelsesstabiliteten af sammenkoblingskort, og der bør lægges særlig vægt på høj-tæthedsledninger, bore- og loddeprocesser. Når du bruger ledninger med høj-densitet, skal linjebredden og -afstanden nøje følge designkravene for at undgå utilstrækkelig strømbærende kapacitet på grund af tynd linjebredde eller signalkrydsning forårsaget af tæt linjeafstand; Under boringsprocessen er det nødvendigt strengt at kontrollere åbningstolerancen og hulpositionsnøjagtigheden, især for positioneringshullerne, der er forbundet med væskekølede komponenter, for at forhindre, at sammenkoblingskortet ikke kan samles nøjagtigt med koldpladen og rørledningerne på grund af hulpositionsafvigelse; Svejseprocessen kræver bly-fri svejseteknologi, og svejsetemperaturen og -tiden skal justeres i henhold til typen af komponent for at undgå at beskadige underlaget eller komponenten på grund af høj temperatur. Sørg samtidig for, at loddesamlingerne er fulde og fri for virtuel lodning, og forbedre pålideligheden af forbindelsen.
Dimensionsnøjagtighed er nøglen til at tilpasse sammenkoblingskort til rummet på væskekølede servere, og streng kontrol af overordnede dimensioner og lokale strukturelle tolerancer er påkrævet. På grund af det kompakte indre rum i den væskekølede server er det nødvendigt at sikre, at størrelsen af sammenkoblingskortet passer til installationsrummet for at undgå installationsfejl eller løshed forårsaget af ukorrekt størrelse; For grænsefladedele, der forbinder med andre komponenter, såsom CPU-slots og hukommelsesgrænseflader, er det nødvendigt at sikre, at interfacestørrelsen og komponenternes tilpasningsafstand opfylder standarderne for at forhindre dårlig kontakt eller installationsbesvær forårsaget af mellemrumsproblemer. Derudover er det nødvendigt at kontrollere fladheden af sammenkoblingskortet for at undgå forkert binding med væskekølede komponenter på grund af vridning, hvilket kan påvirke varmeafledningseffekten.
(3) Efter prøveudtagning: omfattende test og scenarieverifikation
Efter prøven er afsluttet, kræves omfattende præstationstest og scenarieverifikation for at sikre, at produktet opfylder kravene. Test af elektrisk ydeevne bør dække signalintegritet, strømintegritet og isoleringsydelse: Signalintegritetstest kan måle transmissionstab og returtab gennem en netværksanalysator for at sikre, at signaldæmpning opfylder kravene inden for designbåndbredden; Test af strømintegritet kræver måling af spændingsrippel og støj for at sikre stabil strømfordeling; Test af isoleringsydelse kræver, at der påføres nominel spænding gennem en spændingstester for at teste isolationsmodstand og modstå spændingsværdier for at forhindre isolationsfejl.
Test af miljøtilpasningsevne kræver simulering af det faktiske arbejdsscenarie for væskekølede servere, herunder høj-temperatur-ældningstest, nedsænkningstest af kølevæske og vibrationstest. Højtemperatur-ældningstestning kan kontinuerligt teste sammenkoblingskortet i et miljø med høj-temperatur og høj luftfugtighed, observere ændringer i dets elektriske ydeevne og verificere dets evne til at modstå høje temperaturer og høj luftfugtighed; Nedsænkningstesten for kølevæske kræver, at sammenkoblingskortet nedsænkes i det almindeligt anvendte kølemiddel til servere, og efter kontinuerlig test kontrolleres udseendet og isoleringsydelsen for at sikre, at der ikke er korrosion eller gennemtrængning; Vibrationstesten skal udføres i overensstemmelse med serverens vibrationsniveaustandarder. Efter testen skal du kontrollere, om loddeforbindelserne og grænsefladerne er løse, og kontrollere antivibrationsevnen.
Derudover er det nødvendigt at udføre samlingskompatibilitetsverifikation ved faktisk at samle det samplede sammenkoblingskort med væskekølede komponenter og serverkernekomponenter, kontrollere om samlingen er glat, og om grænsefladerne er i god kontakt. Samtidig skal varmeafledningseffekten i samlet tilstand testes. Temperaturfordelingen af sammenkoblingskortet bør måles med et infrarødt termisk billedkamera for at sikre, at hotspot-temperaturen ikke overstiger designtærsklen. Kun prototypeprodukter, der har bestået alle test og valideringer, kan gå ind i den efterfølgende masseproduktionsfase.
I processen med at fremme transformationen af datacentre mod høj-tæthed, høj-effektivitet og lavt-energiforbrug gennem væskekølede servere, fungerer høj-tæthedssammenkoblingskortet på væskekølede servere som kerneforbindelseskomponenten, og dets ydeevne og kvalitet påvirker direkte den væskekølede servers driftseffektivitet og pålidelighed. Den videnskabelige og stringente prøveudtagningsproces er nøglen til at sikre, at høj-tæthed sammenkoblingskort er velegnede til væskekølingsscenarier og opfylder ydeevnekravene.