Usługi produkcji płytek PCB serwerów NAS

3. Produkcja płytek PCB urządzeń NAS dla małych i średnich firm oraz biur

Urządzenia NAS dla małych i średnich przedsiębiorstw łączą w sobie ceny konsumenckie z możliwościami korporacyjnymi. Obsługują grupy robocze liczące od 10 do 100 użytkowników w środowiskach biurowych, często oferując integrację z chmurą hybrydową, integrację z urządzeniami do tworzenia kopii zapasowych oraz funkcjonalność rejestratora NVR do monitoringu, a także podstawową obsługę plików.

Produkcja kontrolera x86 SMB NAS

• Opcje procesora: Procesory Intel Atom serii C, Intel Xeon-D i AMD Ryzen Embedded.
• Pamięć: Gniazda DIMM DDR4; typowa pojemność 16–64 GB.
• Interfejs napędu: 8-12 portów SATA przez PCH lub SAS HBA; niektóre obsługują dwuportowe dyski klasy enterprise SAS.
• Networking: Standardowo 2× 2.5GbE lub 1× 10GbE; 10GbE+25GbE w małych i średnich firmach wyższej klasy.
• Liczba warstw: 8-12 warstw.
• Materiał: 370HR lub FR408HR; wybór zależy od konstrukcji PCIe Gen4 lub Gen3.

Serwer NAS dla małych i średnich przedsiębiorstw (SMB) do montażu w szafie 1U i 2U

• 1U NAS: Konfiguracje napędów 4-zatokowe 3.5″ lub 8-zatokowe 2.5″ z opcjami małej głębokości dla szaf na okablowanie w biurach.
• 2U NAS: Konfiguracje 8/12-zatokowe 3.5″; standardowa głębokość do montażu w szafie IT.
• Układ płyty głównej: ograniczone przez pozycję montażu płyty montażowej napędu i umiejscowienie zasilacza.
• Chłodzenie: nadmiarowe wentylatory lub wentylatory N+1; płytka PCB zawiera sterownik wentylatora i monitoruje obrotomierz.

Wieża biurowa SMB NAS

• Współczynnik kształtu: większa obudowa komputera stacjonarnego o pojemności 8–16 zatok.
• Środowisko działania: na podłodze w biurze lub pod biurkiem; niższy poziom hałasu niż w przypadku montażu w szafie rack.
• Tom: umiarkowany; całkowita objętość jednostek NAS w obudowach wieżowych SMB jest niższa niż w przypadku urządzeń montowanych w szafie.

Zintegrowany z NVR system monitoringu NAS

• Przypadek użycia: przechowywanie plików oraz zintegrowane nagrywanie obrazu z kamer IP (często 16-64 kanałów).
• Dodatki PCB: PoE PSE do zasilania kamer (jeśli kamery są podłączone bezpośrednio), obsługa sprzętowego przyspieszenia dekodowania wideo, harmonogramowanie dedykowanego przechowywania danych wideo.
• Networking: w niektórych projektach oddzielny port sieciowy kamery od głównej sieci danych.

Produkcja urządzeń NAS do tworzenia kopii zapasowych

• Przyspieszenie deduplikacji/kompresji: niektóre systemy NAS przeznaczone do tworzenia kopii zapasowych zawierają akcelerację FPGA lub ASIC umożliwiającą usuwanie duplikatów.
• Integracja z chmurą: zwykle nic specjalnego na PCB; sterowanie programowe.
• Połączenie z biblioteką taśm: niektóre większe urządzenia do tworzenia kopii zapasowych integrują się z bibliotekami taśm LTO poprzez rozszerzoną kartę HBA SAS.

4. Produkcja płytek PCB NAS klasy Enterprise Filer

Serwery NAS klasy Enterprise – seria NetApp FAS, Dell PowerStore (konfiguracje NAS), HPE Nimble (warianty NAS), Pure Storage FlashArray z protokołami NAS, niestandardowe serwery OEM – to zupełnie inna kategoria produktów. Zaprojektowane z myślą o 7-10-letnim okresie eksploatacji przy ciągłym, dużym obciążeniu, obsługują petabajty danych, z architekturą z dwoma kontrolerami typu aktywny/aktywny i interfejsami sieciowymi klasy korporacyjnej.

Produkcja płyty głównej z filtrem dwukontrolerowym

• architektura: dwa kompletne kontrolery w tej samej obudowie ze wspólnym dostępem do płyty głównej; funkcja failover i równoważenia obciążenia w obrębie macierzy.
• Liczba warstw na kontroler: 14-20 warstw.
• Łącze międzykontrolerowe: PCIe Gen4/Gen5 NTB (nieprzezroczysty most) lub zastrzeżona struktura do tworzenia kopii lustrzanych pamięci podręcznej i stanu awaryjnego.
• Wspólna płyta montażowa: oba kontrolery łączą się ze wszystkimi dyskami za pomocą redundantnych ścieżek SAS lub NVMe.
• Kopia zapasowa pamięci podręcznej: Pamięci NVDIMM, BBU lub DRAM wspomagane superkondensatorami do podtrzymywania pamięci podręcznej w przypadku zaniku zasilania.
• Klasa IPC 3: standard akceptacji dla kontrolerów plików korporacyjnych.

Podsystem procesora i pamięci przedsiębiorstwa

• PROCESOR: dwuprocesorowy procesor Xeon Scalable lub EPYC; zazwyczaj jednostki średniej klasy, równoważące liczbę rdzeni i kanałów pamięci.
• Pamięć: 256 GB–2 TB na kontroler; ECC DDR5; niektóre produkty wykorzystują pamięć podręczną NVDIMM-N.
• Gniazda PCIe Gen5: do kart sieciowych o dużej przepustowości, rozszerzeń dysków NVMe i kontrolera HBA SAS.
• Liczba warstw na kontroler: 14-20 warstw na dwugniazdowych płytach głównych NAS klasy enterprise zbudowanych na naszym wielowarstwowa płytka drukowana Linia.

Projekt pary kontrolerów z możliwością wymiany na gorąco

• Architektura przyjazna usługom: uszkodzony kontroler można wyciągnąć i wymienić, podczas gdy kontroler partnerski nadal będzie przesyłał dane.
• Złącze hot-swap: precyzyjne złącze typu blind-mate łączące płytkę drukowaną sterownika z płytą główną.
• Impedancja wyjściowa złącza: uruchomienia o kontrolowanej impedancji dla sygnałów o dużej prędkości przesyłanych przez interfejs hot-swap.
• Sekwencjonowanie mocy: Kontroler z możliwością wymiany na gorąco IC zarządza sekwencją włączania i wyłączania zasilania, zapewniając bezpieczne wkładanie i wyjmowanie.

Funkcje PCB specyficzne dla korporacyjnych systemów NAS

• Integracja pamięci podręcznej z zasilaniem bateryjnym (BBU): Złącze łączące akumulator litowo-jonowy i obwód kontrolera ładowania.
• Obsługa NVDIMM-N: wspierany przez superkondensator i pamięć SLC NAND dla chronionej pamięci podręcznej; specjalne kierowanie sygnału chroniące przed utratą zasilania.
• Zarządzanie poza pasmem: dedykowany Ethernet dla procesora usługowego; odizolowany od sieci danych.
• Połączenie klastra: w przypadku skalowalnych architektur filtrujących (NetApp Cluster Mode itp.) porty sieciowe klastra o dużej przepustowości.

Urządzenie NAS do przechowywania danych w trybie zimnym o dużej skali

Coraz popularniejszym zastosowaniem PCB są niestandardowe urządzenia NAS, tworzone przez partnerów ODM specjalizujących się w hiperskalarnych systemach, przeznaczone do wewnętrznych warstw pamięci masowej typu cold-storage – programowalne systemy NAS działające na sprzęcie powszechnego użytku o bardzo dużej gęstości dysków (60–90 zatok na obudowę), małej powierzchni procesora i interfejsach sieciowych 100 GbE. Projekty te zazwyczaj charakteryzują się umiarkowaną złożonością PCB (12–16 warstw na płycie głównej, 8–12 warstw na płycie głównej), ale są dostarczane w ilościach hiperskalarnych, z agresywną presją na redukcję kosztów. Kwalifikacja AVL do tych programów opiera się na procesach specyficznych dla hiperskalarnych systemów, a nie na procesach OEM dla przedsiębiorstw.

5. Wykonanie płyty montażowej dysku — SATA, M.2 NVMe, U.2, EDSFF

Urządzenia NAS obejmują pełną gamę interfejsów dyskowych, od zoptymalizowanego pod kątem kosztów SATA po zoptymalizowany pod kątem wydajności NVMe. Produkcja płyt PCB płyty montażowej różni się znacznie w zależności od interfejsu dyskowego i liczby zatok.

Produkcja płyt głównych SATA (NAS dla konsumentów/SMB)

• Interfejs napędu: SATA III (6 Gb/s) na zatokę.
• Routing: akceptowalny standard FR4; kontrolowana impedancja ±10% na parach różnicowych.
• Liczba warstw: 4-6 warstw w zależności od liczby zatok i sposobu prowadzenia zasilania.
• Złącze hot-swap: standardowe złącze SATA typu hot-swap (SAS/SATA uniwersalne w wielu projektach).
• Zasilanie: Szyny 5 V i 12 V; wydajność prądowa dostosowana do pełnego obsadzenia zatoki podczas rozruchu.
• Sterowanie diodami LED: diody LED wskazujące aktywność i błędy na zatokę; sterowanie multipleksowe lub dedykowane GPIO.

Płyta główna SAS dla serwerów NAS dla małych i średnich firm oraz przedsiębiorstw

• SAS-12 (12 Gb/s): dominująca na rynku korporacyjnych systemów NAS wykorzystujących dyski twarde SAS i dyski SSD SAS.
• Podwójny port SAS: w celu zapewnienia redundantnego dostępu do kontrolera; płyta montażowa obsługuje dwie linie SAS na zatokę.
• Liczba warstw: 8-12 warstw w zależności od liczby zatok i złożoności routingu.
• Integracja ekspandera SAS: dla płyt montażowych z większą liczbą zatok niż wynosi liczba linii kontrolera bezpośredniego SAS; układ rozszerzający na agregatach płyt montażowych.

Wykonanie płyty głównej U.2/U.3 NVMe

• PCIe Gen4 NVMe: 16 GT/s na pas ruchu; standardem są pojazdy czteropasmowe.
• PCIe Gen5 NVMe: 32 GT/s na pasmo; pojawi się w korporacyjnych systemach NAS w latach 2024–2025.
• Liczba warstw: 10–16 warstw w zależności od liczby zatok i wymagań routingu Gen5.
• Materiał: I-Tera MT40 dla Gen5; FR408HR dla Gen4; 370HR dla krótkich kanałów.
• Wiercenie od tyłu: obowiązkowe w przypadku przejść sygnałowych Gen5.

Płyta główna pamięci podręcznej M.2 NVMe (NAS konsumencki/prosumencki)

• Przypadek użycia: 1-4 dyski M.2 NVMe działające jako akceleracja pamięci podręcznej dla puli pamięci masowej SATA.
• Współczynnik kształtu: mała płytka rozszerzeń lub zintegrowana z płytką głównego sterownika.
• Trasowanie PCIe: Gen3 lub Gen4 w zależności od platformy CPU; impedancja ±10%.
• Termiczny: Napędy M.2 NVMe generują ciepło, dlatego płyta montażowa często zawiera elementy umożliwiające montaż rozpraszacza ciepła.

Płyta montażowa E1.S / E3.S EDSFF (system NAS klasy korporacyjnej o dużej gęstości)

• Nowy współczynnik kształtu: coraz częściej stosowane w systemach NAS klasy hyperscaler i przedsiębiorstwach w celu uzyskania większej gęstości dysków.
• Opcje grubości E1.S: 5.9 mm, 9.5 mm, 15 mm, 25 mm.
• Gęstość trasowania: wyższa niż U.2 ze względu na bliższy dźwięk.
• Liczba warstw: 12-18 warstw w zależności od gęstości.

Produkcja płyt głównych 24- i 36-zatokowych

• Typowe obudowy NAS dla przedsiębiorstw: W korporacyjnych systemach NAS dominują konfiguracje 24-zatokowe 4U i 36-zatokowe 4U.
• Rozmiar płyty montażowej: około 280 × 340 mm dla 24-zatokowej płyty montażowej 3.5″.
• Dystrybucja mocy: Szyny 12V i 5V dostosowane do całej populacji; ciężkie, miedziane płaszczyzny zasilania.
• Umieszczenie ekspandera: Układy rozszerzające SAS rozmieszczone w celu zapewnienia zrównoważonego routingu pomiędzy zatokami.

6. Integracja interfejsu sieciowego — 2.5 GbE, 10 GbE, 25 GbE, 100 GbE

Wydajność NAS jest coraz bardziej ograniczona przez przepustowość sieci. Projekt PCB do integracji interfejsów sieciowych obejmuje układy scalone 1GbE na płycie głównej, aż po płyty hosta OSFP 100GbE w systemach klasy enterprise.

Integracja układów scalonych 1GbE i 2.5GbE na płycie głównej

• Typowe PHY: Intel I210/I225/I226 (2.5GbE), Realtek RTL8125/RTL8126, Marvell AQR/AQC.
• Layout: zintegrowane bezpośrednio z płytami głównymi NAS dla klientów indywidualnych i małych i średnich przedsiębiorstw.
• Magnetyczne: dyskretne moduły magnetyczne lub zintegrowane złącza magnetyczne RJ45.
• Wpływ liczby warstw: minimalne; standardowe 2-warstwowe różnicowe trasowanie par.

Integracja 10GbE

• 10GBASE-T: powszechnie stosowane w systemach NAS dla małych i średnich przedsiębiorstw oraz prosumentów; PHY od Marvell (AQrate), Broadcom, Intel; znaczna moc i zapotrzebowanie na ciepło.
• 10GBASE-SR/LR: Interfejs klatkowy SFP+; powszechnie stosowany w korporacyjnych serwerach NAS do łączności światłowodowej.
• Rozważania nad układem: Technologia 10GBASE-T PHY generuje znaczną ilość ciepła, dlatego wymagane są przelotki termiczne i rozpraszacze ciepła.
• Materiał: 370HR akceptowalne dla typowych odległości routingu 10GbE.

Integracja 25GbE

• Współczynnik kształtu SFP28: Łączność 25GBASE-SR lub 25GBASE-CR (DAC).
• Układy scalone PHY: zintegrowane z układami scalonymi NIC (Mellanox/NVIDIA ConnectX-4 Lx, Intel E810, Broadcom).
• Sygnalizacja: 25.78 Gbps NRZ; FR408HR lub I-Tera MT40 w zależności od długości śladu.
• Przypadek użycia: korporacyjny system NAS, w którym technologia 10GbE nie jest już wystarczająca.

Integracja 100GbE na korporacyjnym serwerze NAS

• Współczynnik kształtu QSFP28: Interfejs elektryczny 4×25G do modułu.
• Operatorzy NIC: zwykle poprzez kartę PCIe (Mellanox/NVIDIA ConnectX-5/6, Intel E810).
• Karta sieciowa OCP 3.0: coraz częściej decydującym czynnikiem jest format projektu hiperskalowalnego serwera NAS.
• Materiał PCB: I-Tera MT40 lub Tachyon 100G w zależności od długości kanału.

Produkcja nośników kart sieciowych wieloportowych

• Karty sieciowe 10/25GbE z dwoma portami: standardowe nośniki PCIe Gen4.
• Karty sieciowe 100GbE z dwoma portami: Karty PCIe Gen4 ×16.
• Karty sieciowe 25GbE z czterema portami: powszechne w korporacyjnych systemach NAS dla sieci klienckich i pamięci masowych.
• Wejście/wyjście na przednim panelu: niektóre serwery NAS mają porty sieciowe umieszczone na przednim panelu obudowy, co wymaga stosowania zespołów kabli i płytek maskujących.

7. Produkcja seryjna, obniżanie kosztów i dyscyplina łańcucha dostaw dla producentów OEM NAS

Producenci OEM urządzeń NAS działają w innym rytmie zakupowym niż producenci serwerów i pamięci masowych dla przedsiębiorstw. Produkty konsumenckie są szczególnie podatne na sezonowość popytu, cykle zapasów w kanałach sprzedaży detalicznej oraz agresywne oczekiwania dotyczące redukcji kosztów rok do roku.

Harmonogramowanie produkcji konsumenckich serwerów NAS

• Wzory sezonowe: Duże zakupy w handlu detalicznym w IV kwartale; przewidywany popyt w perspektywie 3-6 miesięcy.
• Zmienność prognozy: popyt konsumentów jest trudniejszy do przewidzenia niż popyt przedsiębiorstw; cenna jest elastyczność dostawców.
• Ekonomia wielkości partii: większe partie oznaczają niższy koszt jednostkowy; producenci OEM równoważą koszty utrzymania zapasów z kosztami jednostkowymi.
• Roczne oczekiwania dotyczące obniżki kosztów: Typowa jest redukcja kosztów w ujęciu rok do roku na poziomie 3–7%; oczekuje się zaangażowania dostawców w inicjatywy obniżające koszty.

Wzorce produkcyjne SMB NAS

• Bardziej stabilny popyt: mniej sezonowe niż konsumenckie; wzorce dystrybucji w kanałach determinują harmonogram produkcji.
• Wolumeny średnie: 10 000–50 000 sztuk rocznie na model w przypadku najlepszych produktów SMB.
• Wartość zapasu buforowego: Producenci OEM systemów NAS dla małych i średnich przedsiębiorstw korzystają z programów buforowych zapasów w fabryce płytek PCB, co pozwala im zarządzać zmiennością popytu bez konieczności pełnego angażowania zapasów.

Wzorce produkcyjne NAS dla przedsiębiorstw

• Popyt oparty na projektach: duże transakcje korporacyjne dotyczące systemów NAS napędzają konkretne kampanie budowy.
• Długoterminowy horyzont prognozy: Typowy okres widoczności wynosi 12–18 miesięcy; umożliwia rezerwację pojemności na podstawie prognozy.
• Inwestycja wyższej jakości: kwalifikacja środowiskowa, przyspieszone testy żywotności, formalna akceptacja klienta, wszystko uzasadnione wartością jednostkową.

Możliwości obniżenia kosztów produkcji płytek drukowanych NAS

• Redukcja liczby warstw: Konsolidacja trasowania poprzez lepsze planowanie stosu może spowodować utratę pary warstw; koszt PCB spada o 15-20%.
• Zastępowanie materiałów: przejście z 370HR na IS410, gdzie wymagania termiczne na to pozwalają, pozwala zaoszczędzić 5-10%.
• Optymalizacja wykończenia powierzchni: OSP w porównaniu z ENIG pozwala zaoszczędzić 10-15% w przypadku zgodności z procesem montażu.
• Poprawa wykorzystania panelu: zmiany konstrukcyjne umożliwiające lepsze zagnieżdżanie układów zwiększają wydajność paneli.
• Konsolidacja narzędzi: współdzielenie narzędzi pomiędzy członkami rodziny produktów zmniejsza amortyzację NRE na jednostkę.

Długotrwałe podtrzymywanie NAS

Produkty NAS często pozostają w produkcji przez 3-5 lat i pozostają w eksploatacji znacznie dłużej. Produkcja części zamiennych zazwyczaj trwa 5-7 lat po zakończeniu produkcji. Wspieramy to udokumentowanymi ścieżkami zastępowalności materiałów, archiwizacją narzędzi i dokumentacji procesowej oraz ponad 7-letnim przechowywaniem wszystkich danych projektowych i jakościowych. W przypadku korporacyjnych programów NAS z formalnymi zobowiązaniami dotyczącymi okresu eksploatacji dostępne są dedykowane programy magazynowania części zamiennych.

8. Włączanie Highleap do programu urządzeń NAS

W przypadku producentów OEM urządzeń NAS i partnerów ODM oceniających partnerów z fabryk PCB nasz model współpracy znacząco różni się w zależności od poziomu produktu NAS:

Zaangażowanie w serwery NAS dla konsumentów/prosumentów

• Propozycja oparta na kosztach: agresywne wykorzystanie paneli, zoptymalizowane układanie warstw, ekonomiczne wykończenie powierzchni.
• Przekształcenie prototypu: 5–7 dni roboczych dla płyt głównych kontrolerów NAS dla konsumentów z 4–6 warstwami.
• Produkcja seryjna: zaplanowane miesięczne dostawy z możliwością dostosowania prognoz.
• Współpraca obniżająca koszty: coroczne warsztaty poświęcone obniżaniu kosztów w celu zidentyfikowania możliwości usprawnienia produkcji.

Zaangażowanie SMB NAS

• Równowaga jakości i kosztów: Materiał bazowy 370HR; ​​norma akceptacji IPC klasy 2.
• Przekształcenie prototypu: 7-10 dni roboczych dla płyt głównych SMB NAS z 8-12 warstwami.
• Wsparcie zapasów buforowych: programy buforowe zapasów gotowych produktów, przydatne dla małych i średnich firm OEM o zmiennym popycie.
• Rodzina wielopłytkowa: płyta główna + płyta montażowa + nośnik karty sieciowej skoordynowane w ramach ujednoliconej kontroli zmian.

Zaangażowanie w korporacyjne rozwiązania NAS

• Pełny przebieg kwalifikacji AVL: audyt obiektu, budowa próbki, kwalifikacja środowiskowa, akceptacja klienta.
• Akceptacja IPC klasy 3: standard dla płyt kontrolerów plików w przedsiębiorstwach.
• Pełna dokumentacja jakościowa: CoC, certyfikat młyna, test elektryczny, impedancja, zgład, AOI na dostawę.
• Długotrwałe podtrzymywanie: Zobowiązanie do produkcji części zamiennych przez okres 7-10 lat z udokumentowanym zarządzaniem EOL.
• Rezerwacja pojemności: stała alokacja mocy produkcyjnych w oparciu o prognozę wzrostu produkcji.

Firma Highleap posiada certyfikaty ISO 9001 i IATF 16949. Produkujemy płytki PCB NAS od 2-warstwowych (proste płyty tylne) do 20-warstwowych (płyty główne Enterprise Filer z podwójnym kontrolerem), z możliwością HDI dla kompaktowych kontrolerów NAS dla prosumentów, kontrolowaną impedancją dla szybkich interfejsów NVMe i sieciowych oraz pełną gamą opcji wykończenia powierzchni PCB (ENIG, srebro immersyjne, OSP, bezołowiowe HASL) dopasowanych do kosztów produktu i wymagań dotyczących niezawodności.

Prześlij pliki Gerber, dane wierceń, specyfikację stosu, ilości docelowe i harmonogram programu za pośrednictwem naszego internetowego portalu ofertowego, aby uzyskać 24-godzinną odpowiedź obejmującą opinie dotyczące DFM, zalecenia materiałowe i wycenę. W przypadku złożonych programów NAS — dostaw wielopłytkowych, hiperskalowalnych pamięci masowych ODM, kompilacji urządzeń NAS z dwoma kontrolerami — nasz zespół ds. urządzeń NAS może zaangażować się bezpośrednio. W przypadku niestandardowych płyt NAS wykraczających poza standardowe formaty urządzeń, zapoznaj się z naszą ofertą produkcji niestandardowych płytek PCB, obejmującą płyty główne dostosowane do indywidualnych potrzeb w programach NAS dla klientów indywidualnych, małych i średnich firm oraz przedsiębiorstw.