С бързото развитие на цифровата икономика търсенето на изчислителна мощност в центровете за данни нараства експоненциално и пречките за разсейване на топлината на традиционните сървъри с въздушно{0}}охлаждане стават все по-видими в сценарии с висока-компютърна плътност. Технологията за течно охлаждане се превърна във важна посока на развитие за решения за охлаждане на центрове за данни с по-висока ефективност на разсейване на топлината и по-ниска консумация на енергия. В основната архитектура на сървърите с течно охлаждане, свързващите платки с висока-плътност са от решаващо значение. Те не само изпълняват ефективни задачи за предаване на сигнали и мощност, но също така работят заедно със системата за течно охлаждане, за да поддържат стабилната работа и производителността на сървърите.
1, Платка за свързване с висока плътност: „свързващото ядро“ на сървъри с течно охлаждане
Основното изискване на сървърите с течно охлаждане е да се постигне по-висока плътност на изчислителната мощност в ограничено пространство, което поставя строги изисквания към интеграцията и ефективността на свързване на вътрешните компоненти. Платката за свързване с висока -плътност на сървъри с течно охлаждане служи като носител на връзка между различни основни компоненти в сървъра, като CPU, GPU, памет, модули за съхранение и охлаждащи модули с течно охлаждане. Неговата основна стойност се крие в разчупването на пространствените ограничения на традиционните методи за взаимно свързване чрез оптимизиран дизайн на окабеляване и компактно структурно оформление, постигайки целите за предаване на "малък обем, висока честотна лента и ниски загуби".
В сравнение с компонентите за взаимно свързване на традиционните сървъри, свързващата платка с висока-плътност, предназначена за сървъри с течно охлаждане, има особено видно предимство по отношение на „плътността“. От една страна, той може да интегрира повече сигнални интерфейси и захранващи канали на единица площ, като например единична платка за свързване, която може едновременно да поддържа взаимодействие на сигнала между множество процесори с висока-производителност, както и прецизно разпределение на множество захранвания, като се избягва дублирането на връзката, причинено от дисперсия на компоненти; От друга страна, разстоянието му на взаимно свързване е по-късо, което може ефективно да намали забавянето и затихването по време на предаване на сигнала, осигурявайки стабилна „гаранция за сигнал“ за високо-скоростно изчисление на сървъри. В системите за течно охлаждане свързващата платка също трябва да бъде пространствено съвместима с охлаждащи компоненти като студени плочи и тръбопроводи. Необходимо е да се гарантира, че не пречи на циркулационния път на охлаждащата течност и да се подпомогне разсейването на топлината чрез разумно разположение, за да се избегне въздействието на локалното натрупване на топлина върху работата на трансмисията.
2, Ключова характеристика: „твърда способност“, адаптирана към сценарии с течно охлаждане
Работната среда на сървърите с течно охлаждане е значително по-различна от традиционните сървъри с въздушно{0}}охлаждане, тъй като те влизат в близък контакт с охлаждащата течност за дълго време и трябва да издържат на температурния натиск, причинен от по-високата плътност на изчислителната мощност. Следователно платката за свързване с висока -плътност на сървъри с течно охлаждане има серия от ключови характеристики, които са подходящи за сценарии с течно охлаждане:
Първо, има отлична устойчивост на висока температура и изолационни характеристики. По време на работа на сървъри с течно охлаждане температурата в определени зони може да достигне високо ниво, а наличието на охлаждаща течност поставя по-високи изисквания към изолацията на свързващите платки. Взаимосвързващите платки с висока плътност за сървъри с течно охлаждане обикновено използват субстрати с висока{2}}производителност и изолационни покрития, които могат да поддържат стабилна физическа структура и електрически характеристики в среда с висока температура и ефективно да изолират охлаждащата течност от вътрешни вериги, като избягват опасности за безопасността като късо съединение.
Второ, висока надеждност и антивибрационна способност. Работата на водните помпи и ежедневната поддръжка на сървъри в системи за течно охлаждане може да генерира определени вибрации, а свързващата платка, като основен свързващ компонент, влияе пряко върху цялостната работа на сървъра по отношение на стабилността на връзката. Този тип свързваща платка, чрез оптимизирана технология за опаковане и дизайн на армировка, може ефективно да устои на въздействието на вибрациите, да гарантира здравината на интерфейсните връзки и да намали риска от лош контакт и други повреди, причинени от вибрации.
В допълнение, способността за подпомагане на ефективното разсейване на топлината също е една от неговите важни характеристики. Въпреки че системите за течно охлаждане играят основна роля в разсейването на топлината, самите платки за свързване с висока{1}}плътност също генерират известно количество топлина при предаване на сигнали и електричество. Някои платки за свързване с висока -плътност за сървъри с течно охлаждане ще използват специални структурни проекти, като запазени канали за разсейване на топлината и материали с добра топлопроводимост, за да прехвърлят генерираната от тях топлина към системата за течно охлаждане, като допълнително подобряват цялостната ефективност на разсейване на топлината на сървърите.
3, Сценарий на приложение: Подкрепете надграждането на търсенето на изчислителна мощност в множество области
С бързото развитие на технологии като 5G, изкуствен интелект, големи данни и облачни изчисления, търсенето на изчислителна мощност в различни индустрии непрекъснато нараства. Сървърите с течно охлаждане се използват широко в множество сценарии с висока изчислителна плътност и свързващата платка с висока-плътност на сървърите с течно охлаждане, като основен компонент на сървърите с течно охлаждане, също играе важна роля в тези сценарии
При сценарии за обучение и изводи за изкуствен интелект сървърите с изкуствен интелект обикновено са оборудвани с множество графични процесори с висока-производителност, с изключително висока плътност на изчислителната мощност и спешни изисквания за охлаждане. Платките за свързване с висока плътност могат да постигнат високо{2}}скоростно свързване на сигнала между множество GPU, CPU и памет, поддържайки милиарди изчислителни задачи в секунда. В същото време те работят заедно със системи за течно охлаждане, за да гарантират, че графичните процесори работят в среда със стабилна температура, избягвайки влошаване на изчислителната мощност или повреда на хардуера, причинена от високи температури.
В сценариите на облачни изчислителни центрове за данни големите-сървърни клъстери изискват ефективно планиране на ресурси и възможности за предаване на данни. Сървърите с течно охлаждане се превърнаха във важен избор за центрове за данни за облачни изчисления поради техните предимства на ниска консумация на енергия и висока ефективност на разсейване на топлината. Платката за свързване с висока-плътност е отговорна за свързването на вътрешните компоненти на сървъра с външни мрежи и устройства за съхранение. Чрез висока честотна лента и производителност на предаване с ниска латентност, той подобрява цялостната оперативна ефективност на центъра за данни и отговаря на нуждите от бърза обработка и предаване на масивни данни в сценарии за облачни изчисления.
При високо{0}}изчислителни сценарии като прогнозиране на времето, аерокосмическа симулация, биофармацевтични продукти и т.н., сървърите трябва да имат силни паралелни изчислителни способности, а плътността на изчислителната мощност на един сървър далеч надвишава тази на обикновените сценарии. Платките за свързване с висока плътност могат да осигурят ефективна поддръжка за свързване на множество процесори, карти за ускоряване и други компоненти в HPC сървъри, осигурявайки съвместна работа между компонентите, като същевременно се адаптират към изискванията за разсейване на топлината на системите за течно охлаждане, осигурявайки гаранции за стабилна работа на високо-компютърни задачи.
4, Предпазни мерки за вземане на проби: ключови стъпки за осигуряване на производителност и адаптивност на продукта
Вземането на проби от платки за свързване с висока-плътност за сървъри с течно охлаждане е основният преходен етап от проектиране към масово производство, което пряко влияе върху това дали продуктът може да се адаптира към сценарии за течно охлаждане и да отговаря на изискванията за производителност. По време на процеса на вземане на проби е важно да се обърне голямо внимание на следните предпазни мерки, за да се избегнат потенциални производствени рискове или не-съответствие на производителността, причинено от пренебрегнати подробности:
(1) Преди вземане на проби: Изяснете изискванията и избора на материал
Преди вземането на проби е необходимо напълно да се съгласуват изискванията с дизайнерския екип и доставчиците на сървъри надолу по веригата, особено за специалните изисквания на сценариите за течно охлаждане. От една страна, е необходимо да се изяснят индикаторите за електрическа производителност на свързващата платка, като честотна лента на предаване, праг на затихване на сигнала, точност на разпределение на мощността и т.н., за да се гарантира, че взетите проби могат да отговарят на изискванията за предаване на изчислителна мощност на сървъра; От друга страна, необходимо е да се съсредоточи върху потвърждаването на изискванията за адаптивност към околната среда в среди с течно охлаждане, като диапазон на работна температура, съвместимост на охлаждащата течност и ниво на антивибрация и т.н., за да се избегнат отклонения при вземане на проби, причинени от неясни изисквания.
Изборът на материал е в основата на успешното вземане на проби и трябва да се даде приоритет на адаптирането към характеристиките на сценариите за течно охлаждане. Субстратът трябва да бъде избран от материали с устойчивост на висока температура и ниска диелектрична загуба, за да се осигури стабилна електрическа работа дори при висока температура на сървъри с течно охлаждане; Изолационното покритие трябва да бъде от тип, който е устойчив на корозия на охлаждащата течност и има висока изолационна якост, за да предотврати проникването на охлаждащата течност да причини късо съединение във веригата; За области, които изискват спомагателно разсейване на топлината, могат да се използват метални субстрати или топлопроводими лепила с висока топлопроводимост, за да се подобри ефективността на преноса на топлина. В същото време материалите трябва да отговарят на индустриалните екологични стандарти, за да се избегне въздействие върху вътрешната среда на сървъра поради отделянето на вредни вещества.
(2) Процес на вземане на проби: строг контрол на процеса и точността на размерите
Контролът на процесите директно определя стабилността на производителността на платките за свързване и трябва да се обърне специално внимание на процесите на окабеляване, пробиване и запояване с висока -гъстота. Когато използвате окабеляване с висока -плътност, широчината на линиите и разстоянието трябва стриктно да следват проектните изисквания, за да се избегне недостатъчен капацитет за носене на ток поради тънка ширина на линията или пресичане на сигнала, причинено от близко разстояние между линиите; По време на процеса на пробиване е необходимо стриктно да се контролира толерансът на отвора и точността на позицията на отвора, особено за позициониращите отвори, които са свързани към компоненти с течно охлаждане, за да се предотврати невъзможността на свързващата платка да бъде сглобена точно със студената плоча и тръбопроводите поради отклонение в позицията на отвора; Процесът на заваряване изисква-безоловна технология за заваряване и температурата и времето на заваряване трябва да се регулират според типа на компонента, за да се избегне повреда на субстрата или компонента поради висока температура. В същото време се уверете, че спойките са пълни и без виртуално запояване и подобрете надеждността на връзката.
Точността на размерите е ключът към адаптирането на платките за свързване към пространството на сървърите с течно охлаждане и е необходим строг контрол на общите размери и локалните структурни толеранси. Поради компактното вътрешно пространство на сървъра с течно охлаждане е необходимо да се гарантира, че размерът на платката за взаимно свързване съответства на пространството за инсталиране, за да се избегне повреда на инсталацията или разхлабване, причинено от неподходящ размер; За части на интерфейса, които взаимодействат с други компоненти, като слотове на процесора и интерфейси на паметта, е необходимо да се гарантира, че размерът на интерфейса и монтажната междина на компонентите отговарят на стандартите, за да се предотврати лош контакт или трудности при инсталиране, причинени от проблеми с междините. Освен това е необходимо да се провери плоскостта на свързващата платка, за да се избегне неправилно свързване с течно охлаждани компоненти поради изкривяване, което може да повлияе на ефекта на разсейване на топлината.
(3) След вземане на проби: цялостно тестване и проверка на сценария
След като извадката бъде завършена, се изисква цялостно тестване на ефективността и проверка на сценария, за да се гарантира, че продуктът отговаря на изискванията. Тестването на електрическите характеристики трябва да обхваща целостта на сигнала, целостта на захранването и изолацията: тестването на целостта на сигнала може да измерва загубата на предаване и загубата на връщане чрез мрежов анализатор, за да гарантира, че затихването на сигнала отговаря на изискванията в рамките на проектната честотна лента; Тестването на целостта на захранването изисква измерване на пулсациите на напрежението и шума, за да се осигури стабилно разпределение на мощността; Тестването на ефективността на изолацията изисква прилагане на номинално напрежение чрез тестер за напрежение за тестване на изолационното съпротивление и стойностите на издържаното напрежение, за да се предотврати повреда на изолацията.
Тестовете за приспособимост към околната среда изискват симулиране на действителния работен сценарий на сървъри с течно охлаждане, включително тестове за стареене при висока-температура, тестове за потапяне на охлаждаща течност и тестове за вибрации. Тестването за стареене при висока температура може непрекъснато да тества свързващата платка в среда с висока-температура и висока влажност, да наблюдава промените в нейните електрически характеристики и да провери способността й да издържа на високи температури и висока влажност; Тестът за потапяне на охлаждащата течност изисква потапяне на свързващата платка в често използваната охлаждаща течност за сървъри и след непрекъснато тестване, проверка на външния вид и изолационните характеристики, за да се гарантира липса на корозия или проникване; Тестът за вибрации трябва да се проведе в съответствие със стандартите за ниво на вибрации на сървъра. След теста проверете дали спойките и интерфейсите са разхлабени и проверете антивибрационната способност.
Освен това е необходимо да се извърши проверка на съвместимостта на сглобяването чрез действително сглобяване на извадената платка за свързване с компоненти с течно охлаждане и компоненти на ядрото на сървъра, като се провери дали сглобяването е гладко и дали интерфейсите са в добър контакт. В същото време трябва да се тества ефектът на разсейване на топлината в сглобено състояние. Разпределението на температурата на свързващата платка трябва да се измерва с инфрачервен термичен образ, за да се гарантира, че температурата на горещата точка не надвишава проектния праг. Само прототипни продукти, които са преминали всички тестове и валидации, могат да влязат в последващия етап на масово производство.
В процеса на насърчаване на трансформацията на центрове за данни към висока-плътност, висока-ефективност и ниска-консумация на енергия чрез течно охлаждани сървъри, платката за свързване с висока-плътност на течно охлаждани сървъри служи като основен компонент за свързване и нейната производителност и качество пряко влияят върху оперативната ефективност и надеждността на течно охлажданите сървъри. Научният и строг процес на вземане на проби е ключът към гарантирането, че платките за свързване с висока-плътност са подходящи за сценарии с течно охлаждане и отговарят на изискванията за производителност.