تصنيع لوحات الدوائر المطبوعة لخوادم الحوسبة عالية الأداء للمؤسسات ومصنعي المعدات الأصلية للحوسبة عالية الأداء

تُصنّع شركة هايليب إلكترونيكس لوحات الدوائر المطبوعة (PCB) لخوادم الحوسبة عالية الأداء (HPC) بناءً على تصاميم العملاء أو ملفات Gerber، وذلك لصالح مصنعي المعدات الأصلية للحوسبة عالية الأداء، والمختبرات الوطنية، ومراكز الحوسبة الفائقة الجامعية، وموردي أنظمة الحوسبة عالية الأداء من المستوى الأول. نُصنّع لوحات الدوائر المطبوعة وفقًا لمواصفات العملاء، بما في ذلك اللوحات الرئيسية لعقد الحوسبة (Xeon Max ثنائية ورباعية المقابس، وEPYC HPC، وA64FX، وحوامل NVIDIA Grace/Grace Hopper)، وبطاقات الربط البيني InfiniBand HDR/NDR وSlingshot/Omni-Path، وحوامل التبريد السائل، ولوحات عقد التخزين وتسجيل الدخول، ولوحات الطاقة والإدارة على مستوى الرف، وحوامل تكامل مضيف HBM.

جدول المحتويات

1. ما يحتاجه مصنّعو أجهزة الحوسبة عالية الأداء من مصنّع لوحات الدوائر المطبوعة (مقارنةً بالتدريب باستخدام الذكاء الاصطناعي)
2. تصنيع اللوحة الأم لعقدة الحوسبة - معالجات Xeon Max و EPYC HPC و ARM HPC
3. تصنيع لوحات حاملة من فئة HBM-Host و Grace Hopper
4. تصنيع بطاقات الربط البيني وبطاقات HCA بتقنية InfiniBand HDR/NDR
5. التبريد السائل المباشر - حوامل الألواح الباردة، ووحدات توزيع التبريد، ولوحات التوزيع
6. نظام الذاكرة الفرعي - توصيل الطاقة لـ DDR5 و CXL و HBM
7. لوحات إدارة عقدة التخزين، وعقدة تسجيل الدخول، والمجموعة
8. الجودة، وتأهيل أنظمة تحديد المواقع الصوتية والمرئية، ودعم البرامج طويلة الأمد
9. تفعيل Highleap في بناء مجموعة الحوسبة عالية الأداء الخاصة بك

1. ما يحتاجه مصنّعو أجهزة الحوسبة عالية الأداء من مصنّع لوحات الدوائر المطبوعة (مقارنةً بتدريب الذكاء الاصطناعي)

تبدو برامج خوادم الحوسبة عالية الأداء وبرامج خوادم تدريب الذكاء الاصطناعي متشابهة ظاهريًا؛ فكلاهما يعتمد على أجهزة حوسبة كثيفة ذات وصلات عالية النطاق الترددي، ويستخدم التبريد السائل على نطاق واسع، ويستهدف شريحة صغيرة من العملاء ذوي القيمة العالية. لكن الاختلافات تظهر في الجدول الزمني للبرنامج، ومعايير التأهيل، وتوقعات دورة الحياة. وتشمل قدراتنا في تصنيع لوحات الدوائر المطبوعة للحوسبة عالية الأداء كلاً من أنظمة دمج الذكاء الاصطناعي والحوسبة عالية الأداء، ومجموعات الحوسبة عالية الأداء التقليدية ذات المعالجات المركزية الكثيفة.

اختلافات دورة شراء الحوسبة عالية الأداء

• الجدول الزمني للمشتريات: تستغرق عقود أنظمة الحوسبة عالية الأداء من 2 إلى 4 سنوات من طلب تقديم العروض إلى قبول النظام؛ وتستغرق برامج أجهزة الذكاء الاصطناعي من 12 إلى 18 شهرًا.
• معايير التأهيل الصارمة: تتطلب المختبرات الوطنية ومراكز الحوسبة عالية الأداء التابعة للجامعات عادةً اختبارات قبول رسمية تتضمن عينات التحقق على مستوى لوحة الدوائر المطبوعة؛ تقبل العديد من برامج أجهزة الذكاء الاصطناعي تدفقات AVL على غرار مراكز الحوسبة فائقة السرعة مع قدر أقل من الرسمية.
• تركيز العملاء: سوق الحوسبة عالية الأداء شديد التركيز، حيث يضم مختبرات وزارة الطاقة الأمريكية، والجامعات الكبرى، والمواقع المدرجة ضمن قائمة أفضل 500 موقع، وتمتد علاقات العملاء فيه لعقود. أما أجهزة الذكاء الاصطناعي فهي أكثر انتشارًا، حيث تتوزع بين مزودي خدمات الحوسبة السحابية العملاقة، وبرامج الذكاء الاصطناعي السيادية، ومشتري الذكاء الاصطناعي من المؤسسات عبر العديد من الموردين.
• دورة حياة الاستدامة: غالباً ما تعمل أنظمة الحوسبة عالية الأداء لمدة 7-10 سنوات في الخدمة؛ ويتم تحديث أجهزة تدريب الذكاء الاصطناعي كل 2-3 سنوات.

متطلبات هندسة الحوسبة عالية الأداء التي تختلف عن تدريب الذكاء الاصطناعي

• لا تزال البنى التي يهيمن عليها المعالج المركزي موجودة: بينما يعد التقارب بين الذكاء الاصطناعي والحوسبة عالية الأداء أمرًا حقيقيًا، فإن العديد من أحمال عمل الحوسبة عالية الأداء (مثل ديناميكيات الموائع الحسابية، والديناميكا الجزيئية، ونمذجة المناخ) لا تزال تعتمد بشكل كبير على وحدة المعالجة المركزية؛ حيث تحتوي عقد الحوسبة على 4-8 مقابس لوحدة المعالجة المركزية مع الحد الأقصى لعدد قنوات DDR5.
• الموازنة بين سعة الذاكرة وعرض النطاق الترددي: غالباً ما تحتاج أحمال العمل عالية الأداء إلى كليهما - 4 تيرابايت أو أكثر لكل عقدة مع عرض نطاق ترددي عالٍ ليس بالأمر غير المألوف؛ توسيع CXL يزداد أهمية.
• التركيز على معالجة المتجهات: تقوم AVX-512 و SVE2 و ISAs المتجهة المماثلة بتوجيه متطلبات محددة للتوجيه وتوصيل الطاقة لأحمال العمل المتجهة المستدامة.
• تقارب الشبكة/التخزين: إنفيني باند مع RDMA لكل من الربط البيني والتخزين؛ شبكة واحدة بدلاً من شبكات الحوسبة والتخزين المنفصلة.
• التخزين المؤقت للتخزين المتدرج: عقد تخزين مؤقت مخصصة مع دعم NVMe عالي الأداء وDAOS/Lustre/GPFS؛ لوحات حاملة تخزين متخصصة.

متطلبات جانب الشراء في مجال الحوسبة عالية الأداء

• الردود الرسمية على طلبات تقديم العروض: مقترحات تفصيلية تتوافق مع المتطلبات الفنية والتجارية للعميل.
• دعم قبول النظام: لوحات تجريبية ووثائق كاملة لاختبار قبول العملاء.
• التزام بالاستدامة: التزام بتوفير قطع الغيار لمدة تتراوح بين 7 و 10 سنوات مع إدارة موثقة لنهاية عمر المنتج.
• التدقيق والتتبع: تتطلب بعض برامج المختبرات الوطنية والبرامج ذات الصلة بالدفاع وجود سجلات تدقيق كاملة لسلسلة التوريد.
• وثائق بلد المنشأ: اشترِ منتجات أمريكية، اشترِ منتجات أوروبية، ومتطلبات الإمداد السيادي حيثما ينطبق ذلك.

2. تصنيع اللوحة الأم لعقدة الحوسبة - Xeon Max، EPYC HPC، ARM HPC

تُشكّل اللوحات الأم لعُقد الحوسبة عالية الأداء (HPC) أساس كل مجموعة حوسبة. يتألف الجيل الحالي من المنصات من وحدات معالجة مركزية مزودة بذاكرة HBM ووحدات معالجة مركزية هجينة مع مُسرّعات؛ ونحن نصنع لوحات أم لجميع هذه الأنظمة.

لوحات أم Intel Xeon Max (Sapphire Rapids HBM) و Granite Rapids HPC

• زيون ماكس: 64 جيجابايت HBM2e على العبوة جنبًا إلى جنب مع ما يصل إلى 8 قنوات DDR5 لكل مقبس؛ كثافة طاقة وحرارة كبيرة.
• عدد الطبقات: تتكون اللوحات الأم Xeon Max ثنائية المقبس عادةً من 16 إلى 22 طبقة — تصنيع ثنائي الفينيل متعدد الطبقات يدعم هذا الخط لوحات HPC الرئيسية من 12 طبقة وصولاً إلى تكوينات وحدة التحكم المزدوجة التي تحتوي على أكثر من 32 طبقة.
• تعقيد التوجيه: 8 قنوات DDR5 لكل مقبس × 2 مقبس = 16 قناة لتوجيه DDR5 بالإضافة إلى PCIe Gen5 وروابط UPI بين المقابس.
• توجيه روابط UPI: UPI رباعي أو سداسي الوصلات بين المقابس؛ متطلبات صارمة لسلامة الإشارة مماثلة لـ PCIe Gen5.
• توصيل الطاقة: 350-400 واط TDP لكل مقبس؛ وضع VRM كثيف مع توزيع طاقة منخفض المقاومة.
• المادة: I-Tera MT40 على طبقات UPI و PCIe Gen5؛ FR408HR على طبقات DDR5؛ 370HR لطبقات الطاقة.

اللوحات الرئيسية AMD EPYC HPC (Genoa-X، Bergamo، Turin).

• EPYC Genoa-X: 96 نواة مع ذاكرة تخزين مؤقتة من المستوى الثالث بسعة 1 جيجابايت (ذاكرة تخزين مؤقتة ثلاثية الأبعاد)؛ 12 قناة DDR5 لكل مقبس.
• إي بي واي سي تورينو: الجيل التالي؛ يصل إلى 192 نواة لكل مقبس.
• عدد الطبقات: 18-24 طبقة نموذجية للوحات الأم EPYC HPC ثنائية المقبس نظرًا لارتفاع عدد قنوات DDR5.
• روابط Infinity Fabric بين المقابس: توجيه عالي السرعة وكثيف بين المقابس؛ متطلبات لوحة الدوائر المطبوعة مماثلة لمتطلبات UPI.
• عدد مسارات PCIe Gen5: 128 مسارًا لكل مقبس = 256 مسارًا لكل نظام مقبس مزدوج؛ كثافة توجيه كبيرة حتى قبل الأخذ في الاعتبار DDR5.

اللوحات الرئيسية Fujitsu A64FX وARM HPC

• A64FX: 48 نواة مع 32 جيجابايت من ذاكرة HBM2 في الحزمة؛ ARMv8.2-A SVE؛ نظام Fugaku exascale المدعوم.
• إنفيديا جريس: معالج ARM Neoverse V2 ذو 72 نواة مع ذاكرة LPDDR5X بسعة 480-960 جيجابايت؛ موجه للحوسبة عالية الأداء والذكاء الاصطناعي وتحليلات البيانات.
• أمبير ألترا ماكس وأمبير وان: تُستخدم وحدات المعالجة المركزية للخوادم ذات الأغراض العامة من نوع ARM بشكل متزايد في الحوسبة عالية الأداء.
• عدد الطبقات وتعقيدها: على غرار اللوحات الأم x86 HPC؛ تتميز اللوحات الأم Grace المزودة بـ LPDDR5X بتوجيه فريد بسبب الذاكرة الملحومة بدلاً من فتحات DIMM.

لوحات أم ذات عقدة سميكة رباعية المقابس وثمانية المقابس

• حالة الاستخدام: قواعد البيانات الموجودة في الذاكرة، وعمليات المحاكاة ذات الذاكرة المشتركة الكبيرة، وأحمال العمل المتخصصة في الحوسبة عالية الأداء التي لا تتناسب بشكل جيد مع الذاكرة الموزعة.
• عدد الطبقات: 22-28 طبقة بسبب تعقيد توصيل المقابس.
• نسيج ما بين المقابس: تتوسع تقنية UPI أو Infinity Fabric بشكل سيئ عند استخدام أكثر من 4 منافذ؛ تستخدم بعض تصميمات المنافذ الرباعية بنية حلقية، بينما تستخدم تصميمات أخرى بنية تبديل.
• سعة الذاكرة: 8-16 تيرابايت لكل عقدة نموذجية؛ مساحة كبيرة لوحدات الذاكرة DIMM على اللوحة.

3. تصنيع لوحة حاملة من فئة HBM-Host و Grace Hopper

تُعدّ وحدة المعالجة المركزية المزودة بذاكرة HBM إحدى أبرز بنى معالجات الحوسبة عالية الأداء لهذا الجيل. وسواءً كانت ذاكرة HBM مدمجة في المعالج (مثل Xeon Max وA64FX) أو متصلة عبر وصلات بين الشرائح (مثل Grace Hopper Superchip)، فإن لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) الخاصة بالمعالج لها متطلبات محددة لتوصيل الطاقة، والإدارة الحرارية، والإشارات، تختلف عن تلك الموجودة في اللوحات الأم غير المزودة بذاكرة HBM.

تصنيع حاملات رقائق غريس هوبر الفائقة

• الهندسة المعمارية: وحدة المعالجة المركزية NVIDIA Grace ARM + وحدة معالجة الرسومات Hopper متصلة عبر NVLink C2C (من شريحة إلى شريحة)؛ NVLink متماسك بسرعة 900 جيجابايت/ثانية بين وحدة المعالجة المركزية ووحدة معالجة الرسومات.
• بناء ألواح النقل: عادةً ما تتكون من 18-24 طبقة.
• توجيه NVLink C2C: نسيج متماسك قصير وعالي السرعة بين الشريحتين على نفس الحامل؛ متطلبات سلامة الإشارة الأكثر صرامة على اللوحة.
• HBM3 (على قالب القادوس): غير موجهة على لوحة الدوائر المطبوعة ولكنها مدعومة بتوصيل طاقة مكثف إلى حزمة رقاقة Hopper.
• LPDDR5X (مرفقة بـ Grace): ملحومة على الحامل بالقرب من شريحة Grace؛ توجيه LPDDR5X بمعدل بيانات عالٍ.
• المادة: Tachyon 100G أو Megtron 7 لـ NVLink C2C؛ I-Tera MT40 لمضيف PCIe Gen5؛ FR408HR لـ LPDDR5X.

توفير الطاقة لوحدات المعالجة المركزية المزودة بذاكرة HBM

• التيارات: تستهلك وحدات المعالجة المركزية المزودة بذاكرة HBM طاقة حرارية تتراوح بين 400 و500 واط تحت حمل عمل متجهي مستمر؛ وتيارات مستمرة تتراوح بين 500 و800 أمبير على خطوط النواة.
• موضع وحدة تنظيم الجهد (VRM): وحدات تنظيم الجهد عالية التيار مع وضع نقطة التحميل أسفل أو بجوار حزمة وحدة المعالجة المركزية.
• نحاس مسطح: 2-3 أونصة من النحاس على مستويات الطاقة الأساسية؛ بعض التصميمات تستخدم 4 أونصة على قضبان التيار العالي المحددة.
• كثافة مكثف الفصل: مئات المكثفات لكل مقبس موزعة عبر التسلسل الهرمي لتوصيل الطاقة.
• المعاوقة المستوية: تم التحقق من تصميم الطبقة ذات المعاوقة المنخفضة من خلال محاكاة سلامة الطاقة في مرحلة التصميم؛ يجب أن يتطابق تصنيع لوحة الدوائر المطبوعة مع التكوين النموذجي بدقة.

اعتبارات تصنيع حزمة مضيف HBM

تتميز وحدات المعالجة المركزية المزودة بذاكرة HBM بحجمها الكبير ووزنها الثقيل. لذا، يجب أن تدعم لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) الموجودة أسفلها هذه الوحدات ميكانيكيًا (تحت ضغط لوحة التبريد أو تثبيت المقبس)، وحراريًا (عن طريق نقل الحرارة من الجهة الخلفية للوحدة ومن منظمات الجهد)، وكهربائيًا (عن طريق توصيل مئات الأمبيرات عبر فتحات الطاقة الموجودة أسفل الوحدة). لذا، فإن دقة ثقوب الأدوات، وميزات التعزيز الميكانيكي، وتصميم مصفوفة الفتحات أسفل الوحدة، كلها عوامل مهمة في تصنيع لوحات الدوائر المطبوعة لوحدات HBM، على عكس لوحات المعالجات المركزية التقليدية.

4. تصنيع بطاقات الربط البيني وبطاقات HCA بتقنية InfiniBand HDR/NDR

تُعدّ تقنية الربط البيني للحوسبة عالية الأداء (HPC) العاملَ الأكثر تأثيرًا على أداء النظام ككل، أكثر من أي مكون آخر. تهيمن تقنية InfiniBand على سوق الحوسبة عالية الأداء المتطورة بمنتجاتها HDR (بسرعة 200 جيجابت في الثانية) وNDR (بسرعة 400 جيجابت في الثانية)؛ بينما تُعتبر تقنيتا HPE Slingshot (التي كانت تُعرف سابقًا باسم Cray) وIntel Omni-Path بدائلَ في بعض أنظمة Top500.

تصنيع لوحة حاملة بتقنية InfiniBand HDR HCA

• شريحة المحول: NVIDIA ConnectX-6 (HDR) أو ConnectX-7 (HDR/NDR).
• عدد المنافذ: بطاقات HDR أحادية المنفذ أو ثنائية المنفذ شائعة الاستخدام.
• واجهة المضيف PCIe Gen4: 16 مسارًا من الجيل الرابع إلى وحدة المعالجة المركزية المضيفة؛ بعض المضيفين من الجيل الخامس يستخدمون نفس البطاقة.
• واجهة الشبكة: موصل QSFP56 لكابلات HDR.
• عدد الطبقات: 14-18 طبقة على وحدات التحكم في النطاق الديناميكي العالي (HDR HCAs) ثنائية المنفذ.
• المادة: I-Tera MT40 لتوجيه PCIe والشبكة؛ 370HR للطاقة والأرضي.

تصنيع لوحة حاملة InfiniBand NDR HCA

• شريحة المحول: NVIDIA ConnectX-7 NDR بقدرة 400 جيجابت في الثانية.
• واجهة المضيف PCIe Gen5: 16 حارة من الجيل الخامس؛ الحفر الخلفي إلزامي على منافذ التوصيل من جانب المضيف.
• واجهة الشبكة: موصل OSFP لكابلات NDR.
• عدد الطبقات: 16-20 طبقة بسبب كثافة التوجيه عالية السرعة.
• المادة: Tachyon 100G أو Megtron 7 على شبكة NDR الحرجة وطبقات إشارة المضيف Gen5.
• إطلاق المنتجات المدفوعة: إطلاقات متطابقة المعاوقة بدقة عند موصل حافة PCIe وقفص OSFP.

تصنيع HPE Slingshot و Omni-Path HCA

• مقلاع: اتصال داخلي بسرعة 200 جيجابت في الثانية على أنظمة Cray/HPE من الفئة EX (Frontier، El Capitan)؛ متوافق مع Ethernet على المستوى المادي مع التحكم في الازدحام الخاص بـ HPC.
• أومني-باث: تقنية الربط البيني من إنتل بسرعة 100 جيجابت في الثانية؛ تقنية قديمة ولكنها لا تزال قيد الإنتاج في فئات محددة من المجموعات.
• إنشاء بطاقة HCA: مشابهة لبطاقات InfiniBand HCA؛ مضيف PCIe Gen4، واجهة شبكة مخصصة.

تصنيع بطاقات خطوط تبديل إنفينيباند

• مفتاح NVIDIA Quantum-2 NDR: 64 منفذ × 400 جيجابت أو 32 منفذ × 800 جيجابت لكل شريحة تبديل.
• عدد طبقات بطاقة خط التبديل: 28-32 طبقات.
• كثافة التوجيه: مئات الأزواج التفاضلية من مفاتيح ASIC إلى أقفاص OSFP.
• المادة: تاكيون 100G عبر طبقات الإشارة.
• توصيل الطاقة: 800-1200 واط لكل شريحة مفتاح؛ تصميم VRM كثيف وطبقة نحاسية سميكة للطاقة.

5. التبريد السائل المباشر - حوامل الألواح الباردة، ووحدات توزيع التبريد، ولوحات التوزيع

تعتمد أنظمة الحوسبة عالية الأداء الحديثة بشكل أساسي على التبريد السائل المباشر عند مقبس وحدة المعالجة المركزية. أما أنظمة الحوسبة الفائقة في المختبرات الوطنية، فتتجاوز ذلك باستخدام التبريد بالماء الدافئ، مما يتيح التبريد المجاني على مدار العام. وقد تطور تصميم لوحات الدوائر المطبوعة لأنظمة الحوسبة عالية الأداء المبردة بالسوائل، ولكنه لا يزال يتطلب هندسة وتصنيعًا دقيقين.

تصنيع لوحات حاملة الألواح الباردة

• المحاذاة الميكانيكية: فتحات أدوات دقيقة لمحاذاة الألواح الباردة بتفاوت موضعي ±0.10 مم.
• استواء اللوح: ±0.15 مم استواء عبر مساحة وحدة المعالجة المركزية لضمان اتصال موحد باللوحة الباردة.
• قيود ارتفاع المكونات: لا يمكن أن تتجاوز المكونات الموجودة أسفل اللوحة الباردة عمق تخفيف اللوحة الباردة؛ تنسيق محكم للتصميم من أجل التصنيع مع مورد اللوحة الباردة.
• تقوية التركيب: تدعم حوامل اللوحة أو الدعامات قوة التثبيت؛ ويستوعب تصميم لوحة الدوائر المطبوعة واجهة الحامل.

تصنيع لوحة التحكم لوحدة توزيع سائل التبريد (CDU)

• وظيفة: إدارة تدفق سائل التبريد على مستوى الرف، ونقاط ضبط درجة الحرارة، والتحكم في المضخة، واكتشاف التسرب، والإنذارات.
• الهندسة المعمارية: عادةً ما تكون لوحة كمبيوتر صغيرة مدمجة بمعالج ARM مع منافذ إدخال/إخراج صناعية (مستشعرات تدفق 4-20 مللي أمبير، ومدخلات درجة حرارة RTD، ومحركات الصمامات).
• عدد الطبقات: 6-8 طبقات؛ مزيج من الإشارات التناظرية والرقمية مع عزل مناسب.
• المادة: مادة FR4 عالية Tg (Isola 370HR) لضمان الموثوقية الصناعية.
• فئة IPC: قبول الفئة 3 للمكونات الحرجة لأنماط الفشل.

تصنيع لوحة مستشعر متعددة المنافذ

• الاستشعار الموزع: معدل التدفق، ودرجة الحرارة، والضغط عند نقاط متعددة في مشعب التوزيع.
• صيغة صغيرة: عادةً ما تكون أبعادها 60 × 40 مم مع موصلات صناعية M12.
• طلاء مطابق: طلاء AR أو UR معيار للحماية من الرطوبة.
• إعادة اللحام الخالية من الرصاص: عملية SAC305 القياسية متوافقة مع جميع المواد المحددة.

ألواح كشف التسرب وأحواض تجميع التنقيط

• مستشعرات التسرب السعوية: يتم توزيعها تحت ألواح التبريد وعند نقاط التسرب المحتملة.
• أجهزة إلكترونية لأحواض التنقيط: مراقبة الصرف مع إرسال إشارات إنذار إلى وحدة التحكم الرئيسية للرف.
• الموثوقية: معدل الإنذارات الكاذبة الإيجابية حرج (الإنذارات الكاذبة تؤدي إلى إيقاف تشغيل الحاسوب)؛ ومعدل الإنذارات الكاذبة السلبية حرج أيضاً (التسريبات التي لم يتم اكتشافها تؤدي إلى تلف المعدات).

6. نظام الذاكرة الفرعي - تقنية توصيل الطاقة DDR5 وCXL وHBM

تؤدي متطلبات ذاكرة أحمال العمل عالية الأداء إلى خيارات تصنيع لوحات الدوائر المطبوعة المحددة لتوجيه DDR5، وتوسيع ذاكرة CXL، وتوصيل طاقة HBM على الحامل.

توجيه ذاكرة DDR5 للوحات الأم للحوسبة عالية الأداء

• عدد القنوات: 8 قنوات لكل مقبس (Intel Xeon Max)، 12 قناة لكل مقبس (AMD Genoa-X).
• معدل البيانات: تتراوح سرعة ذاكرة DDR5-4800 إلى DDR5-6400 حسب المنصة؛ وتزداد مع كل جيل.
• مقاومة: 40Ω أحادي الطرف ±10% قياسي؛ ±7% قابل للتحقيق.
• مطابقة الطول: التفاوت داخل البايت ±2 مل؛ يختلف التفاوت من بايت إلى بايت حسب السرعة.
• اختيار المواد: FR408HR للقنوات القصيرة؛ I-Tera MT40 للقنوات الأطول أو معدلات البيانات الأعلى؛ 370HR مقبول في عمليات التشغيل القصيرة ذات المعدل المنخفض.
• نسيج زجاجي: 1080 أو 2113 طبقة زجاجية على طبقات الإشارة لتقنية DDR5 عالية السرعة.

تصنيع توسيع الذاكرة CXL

• ملحق CXL 2.0: وحدة PCIe Gen5 PHY؛ يتم توصيل موسعات ذاكرة CXL عبر فتحات PCIe أو موصلات CXL المتخصصة.
• حالة استخدام الحوسبة عالية الأداء: تجميع الذاكرة لتوسيع الذاكرة الفعالة لكل عقدة بما يتجاوز سعة DIMM؛ وهو أمر ذو قيمة خاصة لتحليلات الذاكرة، وعمليات المحاكاة الشبكية الكبيرة، وأحمال عمل تقارب الذكاء الاصطناعي/الحوسبة عالية الأداء.
• متطلبات التصنيع: دقة من فئة الجيل الخامس في معاوقة الزوج التفاضلي والحفر العكسي.
• تركيبات اللوحة الخلفية: تُقدّم تقنية التبديل CXL فئة جديدة من لوحات التوصيل الخلفية ولوحات التبديل في أنظمة الحوسبة عالية الأداء.

توفير الطاقة عبر ذاكرة HBM على وحدات المعالجة المركزية المجهزة بذاكرة HBM

بينما تُدمج طبقات ذاكرة HBM داخل غلاف معالجات Xeon Max وA64FX وHopper الرسومية، يجب أن توفر لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) الخاصة بالمعالج تيارًا كافيًا لدعم كلٍ من شريحة المعالج وطبقات ذاكرة HBM. يجب أن تتحمل مستويات الطاقة تيارات تتجاوز افتراضات تصميم اللوحة الأم التقليدية لوحدة المعالجة المركزية، مع وجود أنماط توصيل كثيفة مناسبة أسفل الغلاف لتقليل انخفاض الجهد. يُعدّ محاكاة سلامة الطاقة أثناء التصميم أمرًا لا غنى عنه؛ يجب أن يتطابق تصنيع لوحة الدوائر المطبوعة مع التكوين المُحاكى بتفاوت في سُمك العازل ±5% للحفاظ على الأداء المُنمذج، كما يُشترط التحكم في المعاوقة على جميع أزواج Gen5 التفاضلية الحرجة طوال عملية التصنيع.

7. لوحات إدارة عقدة التخزين، وعقدة تسجيل الدخول، والمجموعة

تحتوي مجموعة الحوسبة عالية الأداء على أنواع عديدة من اللوحات تتجاوز عقد الحوسبة. لوحات البنية التحتية للتخزين وتسجيل الدخول والإدارة هي برامج أصغر حجماً ولكنها بالغة الأهمية لموثوقية النظام.

تصنيع عقدة التخزين

• خوادم تخزين Lustre/GPFS: لوحات أم ثنائية المقبس من نوع Xeon أو EPYC مع لوحات خلفية لتخزين NVMe و SAS عالية الكثافة.
• لوحات التوصيل الخلفية لتخزين NVMe: لوحات خلفية قابلة للتبديل السريع U.2/U.3 مع توجيه PCIe Gen4/Gen5 إلى وحدات التحكم في التخزين.
• عقد تخزين DAOS: تخزين قائم على الذاكرة الدائمة لمستويات تخزين الحوسبة عالية الأداء من الجيل التالي؛ تكامل لوحة NVMe الخلفية المتخصصة ووحدة PMEM.
• عقد التخزين المؤقت للتدفقات: خوادم NVMe عالية الكثافة تعمل كطبقة تسريع الإدخال/الإخراج بين عقد الحوسبة ونظام الملفات المتوازي.

تصنيع عقدة تسجيل الدخول وخادم الإدارة

• لوحات تسجيل الدخول الرئيسية: لوحات رئيسية للخوادم ذات الأغراض العامة (مقبس واحد أو مقبس مزدوج) تدعم واجهة المستخدم وإرسال المهام؛ ليست ذات أهمية بالغة للأداء، ولكنها ذات أهمية بالغة للموثوقية.
• خوادم الإدارة: مضيفات جدولة المجموعات (Slurm، LSF، PBS Pro)؛ خوادم قواعد البيانات للمحاسبة والمراقبة.
• ممارسات لوحات الدوائر المطبوعة القياسية للخوادم: مواد متوسطة الخسارة على الأكثر؛ تكديسات مُحسَّنة التكلفة.

لوحات مفاتيح التحكم العلوية ولوحات مفاتيح الإدارة

• مفاتيح إدارة بسرعة 1 جيجابت إيثرنت: شبكة إيثرنت لإدارة منفصلة معزولة عن بنية البيانات.
• محولات شبكة خدمة 10/25 جيجابت إيثرنت: لحركة مرور الوصول إلى التخزين وإدارتها.
• إدارة خارج النطاق: مُجمِّعات وحدة التحكم التسلسلية، وبوابات IPMI/Redfish.

الطاقة والبنية التحتية على مستوى الرف

• لوحات رفوف الطاقة 48 فولت: توزيع مركزي للطاقة مشابه لبنية رفوف تدريب الذكاء الاصطناعي.
• لوحات التحكم الرئيسية لحامل BMC: إدارة الحوسبة والتخزين والشبكة والتبريد على مستوى الرف.
• لوحات استشعار البيئة: مراقبة درجة الحرارة والرطوبة والاهتزازات والاختراقات.

8. الجودة، وتأهيل نظام تحديد المواقع الآلي، ودعم برنامج العمر الطويل

تتميز برامج الحوسبة عالية الأداء بجداول زمنية طويلة ومخاطر عالية. فبمجرد تشغيل نظام من أنظمة Top500، يؤدي تعطل اللوحة الإلكترونية مباشرةً إلى توقف البحث، وقد يحتاج العميل إلى قطع غيار بعد 7 إلى 10 سنوات من عملية الشراء الأصلية.

متطلبات تدفق الجودة في الحوسبة عالية الأداء

• قبول الفئة الثالثة من شهادة الكفاءة المهنية الدولية (IPC): معيار للوحات الحوسبة والربط البيني في أنظمة الحوسبة عالية الأداء.
• أخذ عينات من المقاطع المجهرية: المقال الأول 100%، أخذ العينات أثناء العملية بتردد عالٍ (عادةً 1 لكل لوحة في الإصدارات الحرجة).
• اختبار معاملات S: فقدان الإدخال وفقدان العودة على مستوى القسيمة حتى 40 جيجاهرتز على اللوحات عالية السرعة.
• التحقق من صحة دورات التبريد والتسخين: اختبار موثوقية القسيمة على مستوى القسيمة وفقًا لطرق IPC-TM-650.
• الوثائق المطلوبة لكل عملية تسليم: شهادة المطابقة، شهادات المصنع، الاختبار الكهربائي، المعاوقة، معامل S، الفحص البصري الآلي، المقطع المجهري، سجلات الفحص البصري.

تأهيل AVL لمصنعي المعدات الأصلية للحوسبة عالية الأداء

• التدقيق المسبق للتأهيل: زيارة ميدانية من قبل فريق جودة العملاء؛ مراجعة المعدات والعمليات والوثائق.
• مؤهلات المقالة الأولى: نموذج بناء مكون من 25 إلى 200 قطعة مع توثيق كامل.
• التحقق من صحة العملية: بيانات مراقبة العمليات الإحصائية التي توضح قدرة العملية؛ خطط التحكم ووثائق تحليل أنماط الفشل وتأثيراتها.
• قبول العميل: الاختبارات البيئية، والتحقق من صحة النظام، والموافقة الرسمية.
• صيانة نظام تحديد المواقع الآلي (AVL): مؤشرات الأداء المستمرة، وعمليات التدقيق الدورية، ومراجعات الجودة المشتركة.

دعم برنامج الحياة الطويلة

• مخزون قطع الغيار: قدرة إنتاج قطع الغيار المخصصة لمدة 7-10 سنوات بعد النشر الأولي.
• مراقبة دورة حياة المواد: نقوم بتتبع الرقائق والمكونات لتحديد مخاطر دورة الحياة الطويلة في وقت مبكر.
• إمكانية الاستبدال الموثقة: لكل مادة مؤهلة، تم توثيق البدائل شبه المكافئة.
• إدارة نهاية الحياة: قبل 18-24 شهرًا من نهاية العمر الافتراضي، يتم التخطيط المشترك بين العميل والمورد لعمليات الشراء الأخيرة.
• الاحتفاظ بالأرشيف: يتم الاحتفاظ بجميع ملفات التصميم وسجلات العمليات وبيانات الجودة طوال مدة البرنامج + 7 سنوات.

9. تفعيل Highleap في بناء مجموعة الحوسبة عالية الأداء (HPC) الخاصة بك

بالنسبة لمصنعي المعدات الأصلية للحوسبة عالية الأداء، ومكاملي الأنظمة، وشركاء الأجهزة في المختبرات الوطنية الذين يقومون بتقييم شركاء تصنيع لوحات الدوائر المطبوعة، فإن نموذج المشاركة لدينا يستوعب الجداول الزمنية الطويلة وعمليات التأهيل الصارمة التي تميز عمليات شراء الحوسبة عالية الأداء:

• استشارة فنية قبل تقديم طلب تقديم العروض: بناءً على طلب فرق الهندسة لدى العملاء، نقدم توصيات بشأن التكوين، وتوجيهات بشأن المواد، وبيانات القدرات لدعم الردود على طلبات تقديم العروض.
• دعم المقترح: مقترحات رسمية تتضمن تفاصيل التسعير، والمهلة الزمنية، والتزامات القدرة الإنتاجية، ووثائق الجودة التي تتوافق مع متطلبات طلب تقديم العروض من العميل.
• نماذج أولية وعمليات بناء تجريبية: عينات تتراوح بين 25 و200 قطعة مع وثائق كاملة تدعم اختبار قبول العميل.
• إصدارات الإنتاج: تم تنسيق حجز السعة بما يتوافق مع جدول تسليم النظام؛ وتدفق التحكم في التغيير المنسق.
• الدعم المستدام: إنتاج قطع الغيار وإدارة نهاية العمر الافتراضي خلال دورة التشغيل الكاملة للنظام.

شركة هايليب حاصلة على شهادتي ISO 9001 و IATF 16949، وتوفر تدفق عمليات متوافق مع معيار AS9100D لبرامج الحوسبة عالية الأداء التي تتطلب وثائق بجودة تضاهي معايير الدفاع والفضاء. نقوم بتصنيع لوحات الدوائر المطبوعة لخوادم الحوسبة عالية الأداء من 8 إلى أكثر من 32 طبقة، بتقنية الترقق التسلسلي عالي الكثافة (HDI)، ومقاومة مضبوطة بدقة ±5%، وسماكة نحاسية تصل إلى 4 غرام، وتغطية كاملة للسطح. يستخدم خط الإنتاج الرقمي عالي السرعة لدينا تقنية التصوير المباشر بالليزر بدقة 25 ميكرومتر، وتقنية تصنيع لوحات الدوائر المطبوعة عالية الكثافة (HDI) لتوفير توزيع BGA الكثيف المطلوب حول وحدات المعالجة المركزية المزودة بذاكرة HBM وحوامل Grace Hopper. تشمل قاعدة عملائنا شركات تكامل أنظمة الحوسبة عالية الأداء، وشركاء الأجهزة في المختبرات الوطنية، ومراكز الحوسبة الفائقة الجامعية عبر أجيال متعددة من برامج Top500.

قدّم ملفات Gerber، وبيانات الحفر، ومواصفات الطبقات، والكميات المستهدفة، والجدول الزمني للبرنامج عبر بوابة عروض الأسعار الإلكترونية الخاصة بنا للحصول على رد خلال 24 ساعة. للحصول على دعم في طلبات تقديم العروض، أو إعداد مقترحات رسمية، أو تخطيط استدامة برامج الحوسبة عالية الأداء الحالية، يمكن لفريق الحوسبة عالية الأداء لدينا التواصل مباشرةً لمناقشة النطاق والجدول الزمني. للاطلاع على محتوى القدرات ذات الصلة، راجع صفحاتنا حول تصنيع لوحات الدوائر المطبوعة للخوادم وقدرات لوحات الدوائر المطبوعة الصلبة التي تغطي عدد الطبقات، ووزن النحاس، وتغطية تشطيب السطح لبرامج اللوحات الرئيسية للحوسبة عالية الأداء.