Odată cu dezvoltarea rapidă a economiei digitale, cererea de putere de calcul în centrele de date crește exponențial, iar blocajul de disipare a căldurii a serverelor tradiționale-răcite cu aer devine din ce în ce mai important în scenariile de calcul cu densitate mare-. Tehnologia de răcire cu lichid a devenit o direcție importantă de dezvoltare pentru soluțiile de răcire pentru centrele de date cu o eficiență mai mare de disipare a căldurii și un consum mai mic de energie. În arhitectura de bază a serverelor răcite cu lichid, plăcile de interconectare de-înaltă densitate sunt cruciale. Ele nu numai că efectuează sarcini eficiente de transmisie a semnalelor și a puterii, dar lucrează și împreună cu sistemul de răcire cu lichid pentru a sprijini funcționarea stabilă și eliberarea performanței serverelor.
1, Placă de interconectare de înaltă densitate: „nucleul de conectare” al serverelor răcite cu lichid
Cererea de bază a serverelor răcite cu lichid este de a obține o densitate mai mare a puterii de calcul într-un spațiu limitat, ceea ce impune cerințe stricte privind integrarea și eficiența conexiunii componentelor interne. Placa de interconectare de-înaltă densitate a serverelor răcite cu lichid servește ca suport de conexiune între diferite componente de bază ale serverului, cum ar fi CPU, GPU, memorie, module de stocare și module de răcire cu lichid. Valoarea sa de bază constă în depășirea limitărilor spațiale ale metodelor tradiționale de interconectare prin design optimizat de cablare și aspect structural compact, realizând obiectivele de transmisie de „volum mic, lățime de bandă mare și pierderi reduse”.
În comparație cu componentele de interconectare ale serverelor tradiționale, placa de interconectare de-înaltă densitate dedicată serverelor răcite cu lichid are un avantaj deosebit de important în „densitate”. Pe de o parte, poate integra mai multe interfețe de semnal și canale de alimentare pe unitate de suprafață, cum ar fi o singură placă de interconectare care poate suporta simultan interacțiunea semnalului între mai multe procesoare-de înaltă performanță, precum și alocarea precisă a mai multor surse de alimentare, evitând redundanța conexiunii cauzată de dispersia componentelor; Pe de altă parte, distanța sa de interconectare este mai scurtă, ceea ce poate reduce în mod eficient întârzierea și atenuarea în timpul transmisiei semnalului, oferind „garanție de semnal” stabilă pentru calcularea de mare-viteză a serverelor. În sistemele de răcire cu lichid, placa de interconectare trebuie, de asemenea, să fie compatibilă spațial cu componentele de răcire, cum ar fi plăcile reci și conductele. Este necesar să se asigure că nu obstrucționează calea de circulație a lichidului de răcire și să se ajute la disiparea căldurii printr-un aspect rezonabil pentru a evita impactul acumulării locale de căldură asupra performanței transmisiei.
2, Caracteristica cheie: „capacitate hardcore” adaptată scenariilor de răcire cu lichid
Mediul de lucru al serverelor răcite cu lichid este semnificativ diferit de serverele tradiționale cu aer-, deoarece acestea intră în contact strâns cu lichidul de răcire pentru o lungă perioadă de timp și trebuie să reziste la presiunea temperaturii cauzată de densitatea mai mare a puterii de calcul. Prin urmare, placa de interconectare de-densitate mare a serverelor răcite cu lichid are o serie de caracteristici cheie care sunt potrivite pentru scenariile de răcire cu lichid:
În primul rând, are o rezistență excelentă la temperaturi ridicate și o performanță de izolare. În timpul funcționării serverelor răcite cu lichid, temperatura în anumite zone poate atinge un nivel ridicat, iar prezența lichidului de răcire impune cerințe mai mari pentru izolarea plăcilor de interconectare. Plăcile de interconectare de înaltă densitate pentru serverele răcite cu lichid utilizează de obicei substraturi de înaltă performanță și acoperiri izolatoare, care pot menține structura fizică stabilă și performanța electrică în medii cu temperaturi ridicate și pot izola eficient lichidul de răcire de circuitele interne, evitând pericolele de siguranță, cum ar fi scurtcircuite.
În al doilea rând, fiabilitate ridicată și capacitate anti vibrații. Funcționarea pompelor de apă și întreținerea zilnică a serverelor din sistemele de răcire cu lichid poate genera anumite vibrații, iar placa de interconectare, ca componentă de bază de conectare, afectează direct funcționarea generală a serverului în ceea ce privește stabilitatea conexiunii. Acest tip de placă de interconectare, prin tehnologia de ambalare optimizată și designul de armare, poate rezista în mod eficient la impactul vibrațiilor, poate asigura fermitatea conexiunilor interfeței și poate reduce riscul unui contact slab și al altor defecte cauzate de vibrații.
În plus, capacitatea eficientă de asistență la disiparea căldurii este, de asemenea, una dintre caracteristicile sale importante. Deși sistemele de răcire cu lichid joacă un rol major în disiparea căldurii, plăcile de interconectare de înaltă-densitate generează, de asemenea, o anumită cantitate de căldură atunci când transmit semnale și electricitate. Unele plăci de interconectare de-înaltă densitate pentru servere răcite cu lichid vor folosi designuri structurale speciale, cum ar fi canale rezervate de disipare a căldurii și materiale cu o conductivitate termică bună, pentru a transfera căldura generată de ele însele către sistemul de răcire cu lichid, îmbunătățind și mai mult eficiența generală de disipare a căldurii a serverelor.
3, Scenariul aplicației: Sprijiniți actualizarea cererii de putere de calcul în mai multe domenii
Odată cu dezvoltarea rapidă a tehnologiilor precum 5G, inteligența artificială, big data și cloud computing, cererea de putere de calcul în diverse industrii este în continuă creștere. Serverele răcite cu lichid sunt utilizate pe scară largă în mai multe scenarii cu densitate mare de calcul, iar placa de interconectare de-densitate mare a serverelor răcite cu lichid, ca componentă de bază a serverelor răcite cu lichid, joacă, de asemenea, un rol important în aceste scenarii.
În scenariile de instruire și deducere a inteligenței artificiale, serverele AI sunt de obicei echipate cu mai multe GPU-de înaltă performanță, cu o densitate de putere de calcul extrem de ridicată și cerințe urgente de răcire. Plăcile de interconectare de înaltă densitate pot realiza interconectarea semnalului de-viteză mare între mai multe GPU-uri, procesoare și memorie, acceptând miliarde de sarcini de calcul pe secundă. În același timp, lucrează împreună cu sistemele de răcire cu lichid pentru a se asigura că GPU-urile funcționează într-un mediu cu temperatură stabilă, evitând degradarea puterii de calcul sau deteriorarea hardware-ului cauzată de temperaturile ridicate.
În scenariile de centre de date cloud computing, clusterele de servere la scară mare-necesită programarea eficientă a resurselor și capabilități de transmisie a datelor. Serverele răcite cu lichid au devenit o alegere importantă pentru centrele de date cloud computing datorită avantajelor lor de consum redus de energie și eficiență ridicată de disipare a căldurii. Placa de interconectare de înaltă-densitate este responsabilă pentru conectarea componentelor interne ale serverului cu rețele externe și dispozitive de stocare. Prin lățimea de bandă mare și performanța de transmisie cu latență scăzută, îmbunătățește eficiența operațională generală a centrului de date și răspunde nevoilor de procesare și transmitere rapidă a datelor masive în scenariile de cloud computing.
În scenariile de calcul-de înaltă performanță, cum ar fi predicția vremii, simularea aerospațială, produsele biofarmaceutice etc., serverele trebuie să aibă capabilități puternice de calcul în paralel, iar densitatea puterii de calcul a unui singur server o depășește cu mult pe cea a scenariilor obișnuite. Plăcile de interconectare de înaltă densitate pot oferi suport eficient de interconectare pentru mai multe procesoare, plăci de accelerație și alte componente din serverele HPC, asigurând lucrul colaborativ între componente, adaptându-se în același timp la cerințele de disipare a căldurii ale sistemelor de răcire cu lichid, oferind garanții pentru funcționarea stabilă a sarcinilor de calcul de-performanță înaltă.
4, Precauții de eșantionare: pași cheie pentru a asigura performanța și adaptabilitatea produsului
Eșantionarea plăcilor de interconectare cu densitate mare-pentru serverele răcite cu lichid este etapa centrală de tranziție de la proiectare la producția de masă, care afectează direct dacă produsul se poate adapta la scenariile de răcire cu lichid și poate îndeplini cerințele de performanță. În timpul procesului de eșantionare, este important să acordați o atenție deosebită următoarelor măsuri de precauție pentru a evita potențialele riscuri de producție sau neconformitatea-performanței cauzate de detaliile trecute cu vederea:
(1) Înainte de eșantionare: Clarificați cerințele și selecția materialului
Înainte de eșantionare, este necesar să se alinieze pe deplin cerințele cu echipa de proiectare și cu furnizorii de servere din aval, în special pentru cerințele speciale ale scenariilor de răcire cu lichid. Pe de o parte, este necesar să se clarifice indicatorii de performanță electrică ai plăcii de interconectare, cum ar fi lățimea de bandă de transmisie, pragul de atenuare a semnalului, precizia distribuției puterii etc., pentru a se asigura că produsele eșantionate pot corespunde cerințelor de transmisie a puterii de calcul ale serverului; Pe de altă parte, este necesar să ne concentrăm pe confirmarea cerințelor de adaptabilitate la mediu în medii răcite cu lichid, cum ar fi domeniul de temperatură de funcționare, compatibilitatea cu lichidul de răcire și nivelul anti-vibrații etc., pentru a evita abaterile de eșantionare cauzate de cerințe neclare.
Selectarea materialului este fundamentul eșantionării cu succes și trebuie acordată prioritate adaptării la caracteristicile scenariilor de răcire cu lichid. Substratul trebuie selectat din materiale rezistente la temperaturi ridicate și cu pierderi dielectrice scăzute pentru a asigura performanțe electrice stabile chiar și în mediul cu temperatură ridicată al serverelor răcite cu lichid; Învelișul de izolație trebuie să fie de un tip care este rezistent la coroziunea lichidului de răcire și are o rezistență ridicată a izolației pentru a preveni penetrarea lichidului de răcire să provoace scurtcircuite în circuit; Pentru zonele care necesită disipare auxiliară a căldurii, pot fi utilizați substraturi metalice sau adezivi termoconductivi cu conductivitate termică ridicată pentru a îmbunătăți eficiența transferului de căldură. În același timp, materialele trebuie să respecte standardele de mediu ale industriei pentru a evita afectarea mediului intern al serverului din cauza eliberării de substanțe nocive.
(2) Procesul de eșantionare: control strict al procesului și al preciziei dimensionale
Controlul procesului determină în mod direct stabilitatea performanței plăcilor de interconectare și trebuie acordată o atenție deosebită proceselor de cablare, foraj și lipire cu densitate mare-. Când utilizați cablaj de înaltă densitate-, lățimea și distanța dintre linii trebuie să respecte cu strictețe cerințele de proiectare pentru a evita o capacitate de transport insuficientă a curentului din cauza lățimii subțiri a liniei sau a diafoniei semnalelor cauzate de distanța între linii; În timpul procesului de foraj, este necesar să se controleze strict toleranța deschiderii și precizia poziției găurii, în special pentru găurile de poziționare care sunt conectate la componente răcite cu lichid, pentru a preveni ca placa de interconectare să nu poată fi asamblată cu precizie cu placa rece și conductele din cauza abaterii poziției găurii; Procesul de sudare necesită tehnologie de sudare fără plumb, iar temperatura și timpul de sudare trebuie ajustate în funcție de tipul de componentă pentru a evita deteriorarea substratului sau a componentei din cauza temperaturii ridicate. În același timp, asigurați-vă că îmbinările de lipit sunt pline și fără lipire virtuală și îmbunătățiți fiabilitatea conexiunii.
Precizia dimensională este cheia adaptării plăcilor de interconectare la spațiul serverelor răcite cu lichid și este necesar un control strict al dimensiunilor generale și al toleranțelor structurale locale. Datorită spațiului intern compact al serverului răcit cu lichid, este necesar să se asigure că dimensiunea plăcii de interconectare se potrivește cu spațiul de instalare pentru a evita eșecul instalării sau slăbirea cauzată de dimensiunea necorespunzătoare; Pentru piesele de interfață care interacționează cu alte componente, cum ar fi sloturile CPU și interfețele de memorie, este necesar să se asigure că dimensiunea interfeței și decalajul de montare a componentelor respectă standardele pentru a preveni contactul slab sau dificultățile de instalare cauzate de problemele de gol. În plus, este necesar să se verifice planeitatea plăcii de interconectare pentru a evita legarea necorespunzătoare cu componentele răcite cu lichid din cauza deformării, care poate afecta efectul de disipare a căldurii.
(3) După eșantionare: testare cuprinzătoare și verificare a scenariului
După ce eșantionul este completat, sunt necesare teste de performanță cuprinzătoare și verificarea scenariului pentru a se asigura că produsul îndeplinește cerințele. Testarea performanței electrice ar trebui să acopere integritatea semnalului, integritatea puterii și performanța izolației: testarea integrității semnalului poate măsura pierderile de transmisie și pierderile de retur printr-un analizor de rețea pentru a se asigura că atenuarea semnalului îndeplinește cerințele în lățimea de bandă de proiectare; Testarea integrității puterii necesită măsurarea ondulației tensiunii și a zgomotului pentru a asigura o distribuție stabilă a energiei; Testarea performanței izolației necesită aplicarea tensiunii nominale printr-un tester de tensiune pentru a testa rezistența izolației și valorile tensiunii de rezistență, pentru a preveni defecțiunea izolației.
Testarea de adaptabilitate la mediu necesită simularea scenariului real de funcționare al serverelor răcite cu lichid, inclusiv testarea de îmbătrânire la temperatură înaltă{0}, testarea imersiei lichidului de răcire și testarea vibrațiilor. Testarea îmbătrânirii la temperatură ridicată poate testa continuu placa de interconectare într-un mediu cu temperatură ridicată-și umiditate ridicată, poate observa modificări ale performanței sale electrice și poate verifica capacitatea acesteia de a rezista la temperaturi ridicate și umiditate ridicată; Testul de imersie a lichidului de răcire necesită scufundarea plăcii de interconectare în lichidul de răcire utilizat în mod obișnuit pentru servere și, după testare continuă, verificarea aspectului și a performanței izolației pentru a asigura nicio coroziune sau penetrare; Testul de vibrații trebuie efectuat în conformitate cu standardele de nivel de vibrație ale serverului. După test, verificați dacă îmbinările și interfețele de lipit sunt slăbite și verificați capacitatea anti-vibrații.
În plus, este necesar să se efectueze verificarea compatibilității ansamblului prin asamblarea efectivă a plăcii de interconectare eșantionată cu componente răcite cu lichid și componente de bază ale serverului, verificând dacă ansamblul este neted și dacă interfețele sunt în contact bun. În același timp, trebuie testat efectul de disipare a căldurii în starea asamblată. Distribuția temperaturii plăcii de interconectare ar trebui să fie măsurată de o cameră termică cu infraroșu pentru a se asigura că temperatura punctului de contact nu depășește pragul de proiectare. Doar produsele prototip care au trecut toate testele și validările pot intra în etapa de producție în masă ulterioară.
În procesul de promovare a transformării centrelor de date către un consum de energie de înaltă{0}}densitate, eficiență-înaltă și-scăzută, prin servere răcite cu lichid, placa de interconectare de-densitate mare a serverelor răcite cu lichid servește ca componentă de bază a conexiunii, iar performanța și calitatea acesteia afectează direct eficiența operațională și fiabilitatea serverului răcit cu lichid. Procesul de eșantionare științific și riguros este cheia pentru a ne asigura că plăcile de interconectare de înaltă-densitate sunt potrivite pentru scenariile de răcire cu lichid și îndeplinesc cerințele de performanță.