Služby výroby desek plošných spojů pro servery NAS

3. Výroba desek plošných spojů pro malé a střední podniky a kancelářské NAS zařízení

Zařízení NAS pro malé a střední podniky spojují ceny pro spotřebitele a podnikové možnosti. Slouží pracovním skupinám 10–100 uživatelů v kancelářském prostředí, často s hybridní integrací cloudu, integrací zálohovacích zařízení a funkcemi NVR pro sledování spolu s primární souborovou službou.

Výroba řadičů x86 SMB NAS

• Možnosti procesoru: Řada Intel Atom C, Intel Xeon-D, integrované procesory AMD Ryzen.
• Paměť: Sloty DDR4 DIMM; typická kapacita 16–64 GB.
• Rozhraní pohonu: 8–12 portů SATA přes PCH nebo SAS HBA; některé podporují podnikové disky SAS se dvěma porty.
• Síť: 2× 2.5 GbE nebo 1× 10 GbE standardně; 10 GbE+25 GbE na vyšších SMB.
• Počet vrstev: 8–12 vrstev.
• Materiál: 370HR nebo FR408HR; volba závisí na provedení PCIe Gen4 vs. Gen3.

1U a 2U rackový SMB NAS

• 1U NAS: Konfigurace s 4 pozicemi pro 3.5″ nebo 8 pozicemi pro 2.5″ disky s možností malé hloubky pro kancelářské rozvaděče.
• 2U NAS: Konfigurace s 8/12 pozicemi o rozměrech 3.5″; standardní hloubka pro nasazení v IT racku.
• Rozložení základní desky: omezeno montážní polohou základní desky disku a umístěním napájecího zdroje.
• Chlazení: redundantní nebo N+1 ventilátory; deska plošných spojů obsahuje regulátor ventilátorů a monitorování otáčkoměru.

Kancelářská věž SMB NAS

• Tvarový faktor: větší stolní šasi s kapacitou 8–16 pozic.
• Provozní prostředí: podlaha v kanceláři nebo pod stůl; nižší požadavky na hluk než u rackové montáže.
• Objem: střední; celkový objem věžových NAS jednotek pro malé a střední podniky je nižší než u rackových.

NAS s integrovaným NVR pro dohled

• Použití: ukládání souborů a integrovaný záznam videa z IP kamer (často 16–64 kanálů).
• Doplnění desek plošných spojů: PoE PSE pro napájení kamery (pokud jsou kamery připojeny přímo), podpora hardwarové akcelerace dekódování videa, vyhrazené plánování úložiště videa.
• Síť: oddělený síťový port kamery od hlavní datové sítě u některých provedení.

Výroba zálohovacích zařízení NAS

• Zrychlení deduplikace/komprese: Některé NAS zaměřené na zálohování zahrnují akceleraci FPGA nebo ASIC pro inline deduplikaci.
• Cloudová integrace: na desce plošných spojů obvykle nic zvláštního; řízeno softwarem.
• Připojení k páskové knihovně: Některá větší zálohovací zařízení se integrují s páskovými knihovnami LTO prostřednictvím rozšíření SAS HBA.

4. Výroba desek plošných spojů pro NAS podnikové systémy Filer

Podnikové NAS úložiště – řada NetApp FAS, Dell PowerStore (konfigurace NAS), HPE Nimble (varianty NAS), Pure Storage FlashArray s protokoly NAS, zakázkové OEM úložiště – představuje jinou kategorii produktů. Jsou navržena pro životnost 7–10 let při nepřetržité vysoké zátěži, podporují petabajty dat, mají architekturu s duálním řadičem aktivní/aktivní a síťová rozhraní podnikové třídy.

Výroba základní desky s dvojitým řadičem

• Architektura: dva kompletní řídicí jednotky ve stejném šasi se sdíleným přístupem k propojovací desce; failover a vyvažování zátěže v rámci pole.
• Počet vrstev na kontrolér: 14–20 vrstev.
• Propojení mezi kontroléry: PCIe Gen4/Gen5 NTB (neprůhledný most) nebo proprietární struktura failoveru pro zrcadlení mezipaměti a failover.
• Sdílená základní deska: Oba řadiče se ke všem diskům připojují přes redundantní cesty SAS nebo NVMe.
• Záloha mezipaměti: NVDIMM, BBU nebo DRAM se superkondenzátory pro zachování mezipaměti při výpadku napájení.
• Třída 3 IPC: standard přijetí pro podnikové správce dokumentů.

Podnikový procesor a paměťový subsystém

• CPU: dvoupaticový Xeon Scalable nebo EPYC; obvykle se jedná o SKU střední třídy vyvažující počet jader a paměťových kanálů.
• Paměť: 256 GB–2 TB na řadič; ECC DDR5; některé produkty používají NVDIMM-N pro chráněnou mezipaměť.
• Sloty PCIe Gen5: pro síťovou kartu s vysokou šířkou pásma, rozšíření disků NVMe a SAS HBA.
• Počet vrstev na kontrolér: 14–20 vrstev na dvoupaticových základních deskách podnikových NAS postavených na našich vícevrstvé DPS čára.

Návrh páru řadičů s možností výměny za provozu

• Architektura přátelská k servisu: Vadný řadič lze vytáhnout a nahradit, zatímco partnerský řadič pokračuje v poskytování dat.
• Konektor pro výměnu za provozu: Přesný zaslepovací konektor pro propojení plošných spojů řadiče s propojovací deskou.
• Spouštěcí impedance konektoru: spouštění s řízenou impedancí pro vysokorychlostní signály procházející rozhraním pro výměnu za provozu.
• Sekvenční napájecí napětí: Integrovaný obvod řadiče hot-swap řídí sekvenci zapínání a vypínání pro bezpečné vkládání/vyjímání.

Vlastnosti desek plošných spojů specifické pro podnikové NAS

• Integrace mezipaměti zálohované baterií (BBU): Propojovací konektor lithium-iontové baterie a obvod regulátoru nabíjení.
• Podpora NVDIMM-N: chráněná mezipaměť se superkondenzátorem a SLC NAND pamětí; specifické směrování signálu s ochranou proti výpadku napájení.
• Správa mimo pásmo: vyhrazený Ethernet pro servisní procesor; izolovaný od datové sítě.
• Propojení clusterů: pro architektury škálovatelných filerů (NetApp Cluster Mode atd.), síťové porty clusteru s vysokou šířkou pásma.

Hyperscaler NAS zařízení pro chladicí úložiště

Rostoucí aplikací desek plošných spojů jsou zakázková zařízení NAS vyráběná hyperškálovanými ODM partnery pro interní vrstvy chladírenských úložišť – softwarově definované NAS běžící na běžném hardwaru s velmi vysokou hustotou disků (60–90 pozic na šasi), nízkou zátěží CPU a síťovými rozhraními 100 GbE. Tyto konstrukce mají obvykle středně složité desky plošných spojů (12–16 vrstev na základní desce, 8–12 vrstev na zadní desce), ale dodávají se v hyperškálovatelném objemu s agresivním tlakem na snižování nákladů. Kvalifikace AVL pro tyto programy se řídí spíše postupy specifickými pro hyperškálovatelné systémy než postupy podnikových OEM.

5. Výroba základní desky disků — SATA, M.2 NVMe, U.2, EDSFF

Zařízení NAS pokrývají celou řadu rozhraní disků od cenově optimalizovaného SATA až po výkonově optimalizovaný NVMe. Výroba desek plošných spojů v základní desce se výrazně liší v závislosti na rozhraní disku a počtu pozic.

Výroba backplane SATA (spotřebitelské/SMB NAS)

• Rozhraní pohonu: SATA III (6 Gb/s) na šachtu.
• Směrování: Standardní FR4 je přijatelný; řízená impedance ±10 % na diferenciálních párech.
• Počet vrstev: 4–6 vrstev v závislosti na počtu polí a směrování napájení.
• Konektor pro výměnu za provozu: standardní konektor SATA pro výměnu za provozu (univerzální SAS/SATA v mnoha provedeních).
• Výkon: 5V a 12V kolejnice; proudová kapacita dimenzovaná pro plné osazení šachty při spuštění.
• Ovládání LED diod: LED diody aktivity a poruchy pro každou šachtu; multiplexní nebo dedikované ovládání GPIO.

Propojovací deska SAS pro malé a střední podniky a podnikové NAS

• SAS-12 (12 Gb/s): dominantní na podnikových NAS s využitím SAS HDD a SAS SSD.
• Dvouportový SAS: pro přístup k redundantnímu řadiči; propojovací deska trasuje dva SAS kanály na šachtu.
• Počet vrstev: 8–12 vrstev v závislosti na počtu polí a složitosti trasy.
• Integrace expandéru SAS: pro základní desky s více pozicemi než SAS linek pro přímý řadič; rozšiřující čip na agregátech základní desky.

Výroba zadní desky NVMe U.2/U.3

• PCIe 4. generace NVMe: 16 GT/s na jízdní pruh; standardně 4pruhové pohony.
• PCIe 5. generace NVMe: 32 GT/s na linku; na podnikových NAS se objeví v letech 2024–2025.
• Počet vrstev: 10–16 vrstev v závislosti na počtu pozic a požadavcích na směrování Gen5.
• Materiál: I-Tera MT40 pro Gen5; FR408HR pro Gen4; 370HR pro krátké kanály.
• Zpětné vrtání: povinné na signálních průchodech Gen5.

Propojovací deska mezipaměti M.2 NVMe (NAS pro spotřebitele/profesionální uživatele)

• Použití: 1–4 disky M.2 NVMe sloužící jako akcelerace mezipaměti pro úložný fond SATA.
• Tvarový faktor: malá dceřiná deska nebo integrovaná do hlavní desky plošných spojů řídicí jednotky.
• Směrování PCIe: Gen3 nebo Gen4 v závislosti na platformě CPU; impedance ±10 %.
• Tepelný: Disky M.2 NVMe generují teplo; zadní deska často obsahuje montážní prvky pro rozváděč tepla.

Základní deska E1.S / E3.S EDSFF (vysokohustotní podnikový NAS)

• Nově vznikající tvarový faktor: stále častěji se používá v hyperscalerech a podnikových NAS pro vyšší hustotu disků.
• Možnosti tloušťky E1.S: 5.9 mm, 9.5 mm, 15 mm, 25 mm.
• Hustota směrování: vyšší než U.2 kvůli bližšímu sklonu mechaniky.
• Počet vrstev: 12–18 vrstev v závislosti na hustotě.

Výroba základní desky s 24 a 36 pozicemi

• Šasi pro běžné podnikové NAS servery: Podnikovým NAS dominují konfigurace s 24 pozicemi 4U a 36 pozicemi 4U.
• Velikost zadní desky: přibližně 280 × 340 mm pro 24pozicovou 3.5″ základní desku.
• Distribuce energie: 12V a 5V větve dimenzované pro plnou kapacitu; silné měděné napájecí desky.
• Umístění expandéru: Čipy expandéru SAS umístěné pro vyvážené směrování napříč pozicí.

6. Integrace síťového rozhraní — 2.5 GbE, 10 GbE, 25 GbE, 100 GbE

Výkon NAS je stále více omezen šířkou pásma sítě. Návrh desek plošných spojů pro integraci síťového rozhraní zahrnuje 1GbE čip na desce až po 100GbE hostitelské desky OSFP na podnikových serverech.

Integrace čipů na desce 1GbE a 2.5GbE

• Běžné PHY: Intel I210/I225/I226 (2.5 GbE), Realtek RTL8125/RTL8126, Marvell AQR/AQC.
• dispozice: integrováno přímo na základních deskách spotřebitelských a malých a středních úložišť NAS.
• Magnetika: diskrétní magnetické moduly nebo integrované magnetické konektory RJ45.
• Vliv počtu vrstev: minimální; standardní 2vrstvé diferenciální párové směrování.

Integrace 10GbE

• 10GBASE-T: běžné u malých a středních podniků (SMB) a prosumer NAS; fyzické disky (PHY) od společností Marvell (AQrate), Broadcom, Intel; značná energetická a tepelná stopa.
• 10GBASE-SR/LR: Rozhraní SFP+ cage; běžné u podnikových NAS pro optické připojení.
• Úvaha o rozvržení: 10GBASE-T PHY generuje značné množství tepla; jsou nutné tepelné prostupy a rozvaděč tepla.
• Materiál: 370HR je akceptovatelných pro typické směrovací vzdálenosti 10GbE.

Integrace 25GbE

• Tvarový faktor SFP28: Konektivita 25GBASE-SR nebo 25GBASE-CR (DAC).
• Fyzické integrované obvody: integrované v čipech síťových karet (Mellanox/NVIDIA ConnectX-4 Lx, Intel E810, Broadcom).
• signalizace: 25.78 Gb/s NRZ; FR408HR nebo I-Tera MT40 v závislosti na délce trasy.
• Použití: podnikový NAS, kde 10GbE již nestačí.

Integrace 100GbE na podnikovém NAS

• Tvarový faktor QSFP28: Elektrické rozhraní 4×25G k modulu.
• Nosiči síťových karet: obvykle přes nosnou kartu PCIe (Mellanox/NVIDIA ConnectX-5/6, Intel E810).
• OCP síťová karta 3.0: stále častěji tvarovým faktorem pro návrhy hyperscaler NAS.
• Materiál desky plošných spojů: I-Tera MT40 nebo Tachyon 100G v závislosti na délce kanálu.

Výroba nosičů víceportových síťových karet

• Dvouportové síťové karty 10/25GbE: standardní nosiče PCIe Gen4.
• Dvouportové 100GbE síťové karty: Karty PCIe Gen4 ×16.
• Čtyřportové 25GbE síťové karty: běžné na podnikových NAS pro kombinaci klientské a úložné sítě.
• Vstupy/výstupy na předním panelu: Některé NAS systémy přivádějí síťové porty na přední panel šasi; jsou vyžadovány kabelové svazky a kryty šasi.

7. Hromadná výroba, snižování nákladů a disciplína v dodavatelském řetězci pro výrobce OEM systémů NAS

Výrobci zařízení NAS pracují s jiným rytmem nákupu než výrobci podnikových serverů nebo úložišť. Zejména spotřebitelské produkty podléhají sezónní poptávce, cyklům zásob v maloobchodních kanálech a agresivním očekáváním meziročního snižování nákladů.

Plánování produkce spotřebitelských NAS

• Sezónní vzory: Ve 4. čtvrtletí se výrazně zaměřují na nákupy v maloobchodě; poptávka bude viditelná 3–6 měsíců dopředu.
• Variabilita předpovědi: Spotřebitelská poptávka je hůře předvídatelná než u podniků; flexibilita dodavatelů je cenná.
• Ekonomika velikosti pozemku: Větší šarže vedou k nižším jednotkovým nákladům; výrobci originálního vybavení (OEM) vyvažují náklady na skladování oproti jednotkovým nákladům.
• Očekávání ročních poklesů nákladů: Typickým meziročním snížením nákladů je 3–7 %; očekává se zapojení dodavatelů do iniciativ v oblasti nákladů.

Produkční vzorce SMB NAS

• Stabilnější poptávka: méně sezónní než spotřebitelské; distribuční kanály řídí plánování výroby.
• Střední objemy: 10 000–50 000 kusů ročně na model u špičkových produktů pro malé a střední podniky.
• Hodnota vyrovnávacích zásob: Výrobci OEM pro malé a střední podniky (SMB NAS) těží z programů udržování zásob v továrně na výrobu desek plošných spojů, které jim umožňují řídit variabilitu poptávky bez nutnosti plného závazku k zásobám.

Produkční vzorce podnikových NAS

• Poptávka na základě projektu: Velké podnikové NAS dohody podporují specifické kampaně na sestavení.
• Dlouhodobý horizont prognózy: Typická viditelnost 12–18 měsíců; umožňuje rezervaci kapacity na základě prognózy.
• Investice vyšší kvality: environmentální kvalifikace, zrychlené testování životnosti, formální přijetí zákazníkem, to vše odůvodněno jednotkovou hodnotou.

Možnosti snížení nákladů při výrobě desek plošných spojů v NAS

• Snížení počtu vrstev: Konsolidace trasování pomocí lepšího plánování stohování může vést k úbytku jednoho páru vrstev; náklady na desku plošných spojů klesají o 15–20 %.
• Náhrada materiálu: Přechod z 370HR na IS410, kde to tepelné požadavky dovolují, ušetří 5–10 %.
• Optimalizace povrchové úpravy: OSP oproti ENIG šetří 10–15 % tam, kde je kompatibilní s montážním procesem.
• Zlepšení využití panelu: Změny v designu umožňující lepší vnořování polí zvyšují výtěžnost panelů.
• Konsolidace nástrojů: Sdílení nástrojů napříč členy produktové řady snižuje amortizaci NRE na jednotku.

Dlouhodobá údržba NAS

Produkty NAS často zůstávají ve výrobě 3–5 let a v provozu mnohem déle. Výroba náhradních dílů obvykle pokračuje 5–7 let po ukončení výroby. To podporujeme zdokumentovanými cestami nahraditelnosti materiálů, archivovanými záznamy o nástrojích a procesech a uchováváním všech konstrukčních a kvalitativních dat po dobu 7+ let. Pro podnikové programy NAS s formálními závazky k dodržení životnosti jsou k dispozici specializované programy pro správu zásob náhradních dílů.

8. Zapojení Highleapu do programu pro vaše NAS zařízení

Pro výrobce OEM a ODM partnery zařízení NAS, kteří hodnotí partnery z výroby desek plošných spojů, se náš model zapojení výrazně liší v závislosti na produktové úrovni NAS:

Zapojení spotřebitele/produktu NAS

• Návrh zaměřený na náklady: agresivní využití panelů, optimalizované stohování, cenově dostupná povrchová úprava.
• Obrat prototypu: 5–7 pracovních dnů pro základní desky řadičů NAS pro spotřebitele se 4–6 vrstvami.
• Objemová produkce: plánované měsíční dodávky s nastavitelnými prognózami.
• Spolupráce snižující náklady: každoroční workshopy zaměřené na snižování nákladů za účelem identifikace zlepšení efektivity výroby.

Zapojení malých a středních podniků (SMB) do NAS

• Poměr ceny a kvality: Základní hodnota materiálu 370HR; ​​standard přijetí IPC třídy 2.
• Obrat prototypu: 7–10 pracovních dnů pro 8–12vrstvé základní desky SMB NAS.
• Podpora vyrovnávacích zásob: Programy pro udržení zásob hotových výrobků, které jsou cenné pro malé a střední podniky s proměnlivou poptávkou.
• Rodina vícedeskových desek: základní deska + propojovací deska + nosič síťové karty koordinované pod jednotným řízením změn.

Zapojení podnikového NAS

• Úplný postup kvalifikace AVL: audit staveniště, výroba vzorků, environmentální kvalifikace, přijetí zákazníkem.
• Schválení IPC třídy 3: standard pro podnikové řídicí desky souborů.
• Kompletní dokumentace kvality: CoC, certifikát mlýna, elektrický test, impedance, mikrořez, AOI na dodávku.
• Dlouhodobá udržitelnost: Závazek výroby náhradních dílů na 7–10 let s dokumentovaným řízením konce životního cyklu (EOL).
• Rezervace kapacity: alokace pevných kapacit oproti průběžné prognóze pro budování výroby.

Společnost Highleap je certifikována dle ISO 9001 a IATF 16949. Vyrábíme desky plošných spojů pro NAS od 2 vrstev (jednoduché základní desky) až po 20 vrstev (základní desky s dvojitým řadičem pro podnikové systémy) s podporou HDI pro kompaktní řadiče NAS pro prosumery. řízená impedance pro vysokorychlostní NVMe a síťová rozhraní a celou řadu Povrchová úprava DPS možnosti (ENIG, imerzní stříbro, OSP, bezolovnatý HASL) přizpůsobené požadavkům na cenu produktu a spolehlivost.

Odešlete soubory Gerber, data vrtání, specifikaci vrstvení, cílové množství a časový harmonogram programu prostřednictvím našeho online portál s nabídkami pro 24hodinovou odpověď zahrnující zpětnou vazbu od DFM, doporučení materiálů a ceny. V případě komplexních programů NAS – dodávek více desek, hyperscaler ODM NAS s chladicím úložištěm, sestavení podnikových serverů s dvojitým řadičem – se může náš tým NAS zařízení obrátit přímo na vás. Pro práci na zakázkových deskách NAS mimo standardní formáty zařízení se podívejte na naše zakázková výroba desek plošných spojů možnosti pokrývající základní desky na míru pro spotřebitele, malé a střední podniky a podnikové NAS programy.