Fabricante de PCBs para servidores de armazenamento corporativo

A Highleap Electronics é uma fabricante de placas de circuito impresso (PCBs) para servidores de armazenamento, atendendo OEMs de armazenamento corporativo, ODMs de hiperescaladores, provedores de armazenamento em nuvem e construtores de sistemas de armazenamento de borda. Nosso portfólio abrange: placas-mãe de servidores de armazenamento (nós de cluster de armazenamento com controlador único, controlador duplo ativo/ativo e escalável horizontalmente), Backplanes NVMe para unidades hot-swap PCIe Gen4 e Gen5 (U.2, U.3, E1.S, E3.S), Backplanes SAS e expansores SAS para chassis híbridos e de armazenamento a granel, Placas de expansão HBA e placas de expansão de switches NVMe, placas de expansão do controlador RAID, Placas adaptadoras de host e alvo NVMe-oFe o conjunto completo de placas de gerenciamento e infraestrutura dentro de chassis de armazenamento modernos. Placas construídas para Norma IPC-A-600 Classe 2 com as Aceitação de Classe 3 disponível, certificado para IATF16949, qualificado para AVL, fabricante de equipamentos originais (OEM) de armazenamento de nível 1., com controle de mudanças documentado e programas de entrega programados que dão suporte a plataformas de armazenamento plurianuais.

Conteúdo

1. O que os fabricantes de equipamentos originais (OEMs) de servidores de armazenamento precisam de um fabricante de placas de circuito impresso (PCB)
2. Configurações de placas-mãe para servidores de armazenamento — nós de controlador único, duplo e escaláveis
3. Fabricação de backplanes NVMe — Gen4, Gen5, U.2/U.3/EDSFF
4. Backplanes SAS, expansores e montagens de chassis para unidades híbridas
5. Fabricação de placas de expansão para switches HBA, RAID e NVMe
6. Montagem de placas adaptadoras NVMe-oF para host e alvo
7. Contrate a Highleap como sua fabricante de placas de circuito impresso para servidores de armazenamento.

1. O que os fabricantes de equipamentos originais (OEMs) de servidores de armazenamento precisam de um fabricante de placas de circuito impresso (PCB)

Os programas de servidores de armazenamento operam em uma economia diferente da dos servidores de computação. Os volumes são tipicamente maiores por plataforma (uma única linha de produtos de armazenamento pode enviar mais de 50,000 unidades anualmente para hiperescaladores e empresas); os ciclos de vida dos produtos são mais longos (5 a 7 anos no mercado é comum); o suporte a peças de reposição e unidades substituíveis em campo se estende por 7 a 10 anos após o fim da produção. O fabricante de PCBs que dá suporte a um programa de armazenamento se compromete com esses prazos. Fornecemos para todo o portfólio de servidores de armazenamento sob o mesmo fluxo de qualidade que impulsiona nosso portfólio mais amplo. fabricação de PCB de servidor programas.

Requisitos da equipe de engenharia

• Parceria para o projeto do backplane NVMe: Integração de conectores hot-swap, roteamento de impedância controlada Do compartimento da unidade ao controlador, vias perfuradas na parte traseira para controle de stub NVMe Gen5.
• DFM para integração de unidades de acionamento de alta densidade: 24, 36, 60 ou até 90 baias de unidade por chassi 4U — a área da placa de circuito impresso do backplane é pequena em relação à densidade de conectores e roteamento necessária.
• Análise do layout do expansor SAS: Expansores com um grande número de portas (de 24 a 36 portas por chip) exigem um roteamento cuidadoso para manter a integridade do sinal SAS em 12/22.5 Gbps.
• Cobre espesso para distribuição de energia em chassis de armazenamento: Mais de 60 unidades consomem mais de 600 W em modo ocioso e muito mais sob carga de trabalho contínua; os planos de alimentação do backplane precisam de 2 a 3 onças de cobre em camadas dedicadas dentro do... PCB multicamadas empilhar.
• Documentação sobre a substituibilidade de materiais: Ciclos de vida longos dos produtos significam que eventos de fim de vida útil dos materiais ocorrerão; caminhos de substituição documentados são essenciais.

Requisitos da equipe de compras

• Compromisso de fornecimento plurianual: As plataformas de armazenamento têm uma vida útil de 3 a 5 anos; as peças de reposição, de 5 a 7 anos.
• Capacidade orientada por previsões: A demanda por armazenamento em hiperescala pode aumentar de 5 a 10 vezes em um trimestre em uma nova plataforma; a alocação de capacidade com base em previsões contínuas é crucial.
• Qualificação AVL em vários níveis: Os fabricantes de equipamentos originais (OEMs) de armazenamento de nível 1, os parceiros ODM de hiperescaladores e os integradores de clientes finais podem manter listas de fornecedores aprovados (AVLs) separadas.
• Transparência de custos ao nível das placas de circuito impresso: O material, o peso do cobre, o número de camadas e a panelização afetam o custo unitário; uma análise transparente da lista de materiais (BOM) apoia iniciativas de redução de custos.
• Aquisição de conectores hot-swap: Alguns programas adquirem conectores SAS ou NVMe como material consignado; o fornecedor se encarrega da montagem sem assumir a propriedade do material.
• Documentação de conformidade EMC: Os produtos de armazenamento são submetidos a testes da FCC, CE e outras normas regulamentares; a consistência no projeto e fabricação da placa de circuito impresso (PCB) garante a aprovação nos testes na primeira submissão.

Alinhamento entre conformidade e sistema de qualidade

• Certificação IATF 16949: Base de referência para fornecedores de PCBs de nível industrial.
• ISO 9001: fundamento universal do sistema de qualidade.
• Reconhecimento UL: Para produtos de armazenamento que exigem certificação de segurança.
• Suporte à classificação ECCN: para produtos de armazenamento com controle de exportação destinados a mercados governamentais, adjacentes à defesa ou de infraestrutura crítica.
• Relatórios sobre minerais de conflito: Conformidade com a Seção 1502 por meio de relatórios documentados de fornecedores de subnível.

2. Configurações de placas-mãe para servidores de armazenamento — Nó único, com controlador duplo e de expansão horizontal

As placas-mãe de servidores de armazenamento abrangem uma gama mais ampla de arquiteturas do que as placas-mãe de servidores de computação. Os padrões dominantes que construímos são:

Placas-mãe com controlador único (armazenamento de entrada e SMB)

• Arquitetura: Soquete único para CPU (ou SoC único) com conexão direta ao backplane da unidade e às interfaces de rede do host.
• Opções de CPU: Intel Atom para entrada; Intel Xeon-D e AMD Ryzen Embedded para produtos de entrada com desempenho superior.
• Contagem de camadas: Normalmente, de 8 a 12 camadas.
• I / O: 2 a 4 portas GbE, USB 3.x para console de gerenciamento, slot PCIe para expansão HBA.
• Volume: Armazenamento de alto volume para pequenas e médias empresas (PMEs) e usuários avançados; projeto de PCB com foco em custo-benefício.
• Material: 370HR ou IS410, dependendo da meta de custo; FR408HR se for necessário PCIe de taxa mais alta.

Placas-mãe ativas/ativas de controlador duplo (arrays de armazenamento corporativo)

• Arquitetura: Dois controladores de armazenamento no mesmo chassi com acesso compartilhado ao backplane; failover e balanceamento de carga dentro do array.
• Contagem de camadas por controlador: geralmente de 12 a 18 camadas.
• Ligação entre controladores: Conexão de alta velocidade entre controladores (PCIe Gen4/Gen5, NTB ou personalizados) para coerência de cache e sincronização de estado em caso de falha.
• Interface de placa traseira compartilhada: Ambos os controladores alcançam todas as unidades através de caminhos SAS ou NVMe redundantes.
• Suporte para cache com bateria de reserva: Acomodações físicas e elétricas para backup de cache de BBU ou supercapacitor.
• Confiabilidade: Classificação IPC Classe 3 típica; fornecimento de alta confiabilidade para capacitores, conectores e outros componentes.

Placas-mãe de nós de armazenamento escaláveis ​​(armazenamento distribuído)

• Arquitetura: Placa-mãe do servidor que hospeda um conjunto de software de armazenamento (Ceph, MinIO, Lustre, GlusterFS, conjunto de hiperescalador personalizado) com NVMe local conectado e interface de rede de alta largura de banda.
• Opções de CPU: Processadores Xeon, EPYC e ARM HPC de soquete único ou duplo.
• Contagem de camadas: 12-20 camadas.
• interface de rede: Placa de rede de 100G ou 200G para tráfego de armazenamento; alguns projetos de hiperescala incluem 400G.
• Unidades NVMe: Unidades M.2 integradas, além de unidades U.2 ou EDSFF na baia frontal.
• Implantação comum: Armazenamento de objetos em massa para hiperescaladores, armazenamento definido por software empresarial, back-ends de armazenamento de blobs em nuvem pública.

Servidores JBOF (just-a-bunch-of-flash) e NVMe de alta densidade

• Arquitetura: Gabinetes NVMe de alta densidade com computação local mínima; alvo NVMe-oF para controladores externos conectados.
• Contagem de unidades: 24, 36, 60 ou até mais de 90 unidades NVMe por chassi.
• Função na placa principal: Switch NVMe e gerenciamento; controlador removido do JBOF.
• Rede: Interface Ethernet 100/200/400G ou InfiniBand NVMe-oF.
• Complexidade da placa de circuito impresso: O backplane é a placa de circuito impresso mais complexa do sistema; a placa-mãe é relativamente simples.

Fabricação de placa-mãe JBOD (just-a-bunch-of-disks)

• Placa-mãe expansora SAS: Normalmente, de 6 a 10 camadas com chip expansor SAS (série Broadcom SAS3xxx) e conectores SAS para host(s) externo(s).
• Suporte para compartimento de unidade de disco: 24, 60 ou 90 baias para unidades de 3.5" ou 2.5" em chassis 4U ou 5U.
• Gestão de energia e refrigeração: Refrigeração distribuída e monitoramento de energia em todo o chassi.

3. Fabricação de backplanes NVMe — Gen4, Gen5, U.2/U.3/EDSFF

O projeto e a fabricação de placas de circuito impresso (PCBs) para backplanes NVMe são uma das áreas mais exigentes no hardware de servidores de armazenamento. Densidade de unidades, confiabilidade de troca a quente e sinalização de alta velocidade convergem no backplane.

Fabricação de backplane PCIe Gen5 NVMe

• Taxa de sinalização: 32 GT/s por pista; unidades de 4 pistas são padrão, unidades de 8 pistas são usadas em servidores corporativos.
• Impedância diferencial: 85Ω ±5% em traços críticos.
• Comprimento do traço: As trilhas do backplane, do conector da unidade até o host/switch, geralmente têm de 2 a 8 polegadas; a margem de perda é rigorosa em Nyquist de 16 GHz.
• Material: O I-Tera MT40 é aceitável para canais Gen5 mais curtos; o Tachyon 100G é recomendado para backplanes com grande número de portas ou trilhas longas.
• Perfuração traseira: obrigatório em vias de sinal Gen5; exercício de costas para um toco residual de ≤8 mil.
• Contagem de camadas: 12 a 20 camadas, dependendo da densidade de acionamento.

Fabricação de backplane PCIe Gen4 NVMe

• Taxa de sinalização: 16 GT/s por faixa.
• Impedância diferencial: 85Ω ±10% padrão.
• Material: FR408HR ou I-Tera MT40, dependendo do comprimento e da densidade da trilha.
• Perfuração traseira: Recomendado, mas uma tolerância mais relaxada é aceitável do que a da Geração 5.
• Contagem de camadas: Normalmente, de 10 a 16 camadas.

Construção do backplane U.2 e U.3

• Conector SFF-8639: O conector U.2/U.3 suporta SAS, SATA e NVMe no mesmo formato.
• Formato da unidade de acionamento: Espessura de 2.5″ × 15 mm ou 7 mm; dimensões padrão para baias de servidor.
• Configurações comuns: Servidores 2U com 12 baias, servidores 2U com 24 baias, servidores 4U com 36 baias.
• Integração de conectores hot-swap: Posicionamento preciso do conector com tolerância de ±0.10 mm para encaixe perfeito sem necessidade de adaptações.

Construção do backplane EDSFF E1.S e E3.S

• E1.S (anteriormente E1): Formato de régua para unidades de carregamento frontal; opções de espessura de 5.9 mm, 9.5 mm, 15 mm e 25 mm.
• E3.S: Formato SSD entre o U.2 e o padrão Ruler, com adoção mais ampla prevista para 2024-2025.
• Vantagem da densidade: O formato EDSFF permite um número maior de unidades por chassi do que o U.2.
• Considerações sobre o backplane: O espaçamento entre os conectores de acionamento e os parafusos de montagem definem o layout da placa traseira; especificações SFF padronizadas.
• Drivers de volume: Os projetos para hiperescaladores (o EDSFF foi fortemente impulsionado pelos requisitos dos hiperescaladores) estão agora se expandindo para produtos OEM corporativos.

Fluxo de qualidade de fabricação do backplane

• Verificação da posição do conector: Medição CMM na primeira peça confirmando o posicionamento do conector de acordo com as especificações SFF.
• Verificação de impedância: Cupom TDR por painel para trilhas de impedância controlada.
• Teste de inserção hot-swap: teste do ciclo de acasalamento em amostras representativas.
• Verificação da capacidade de corrente do plano de alimentação: Microsecção confirmando a espessura do cobre nos planos de potência.

4. Backplanes SAS, expansores e montagens de chassis para unidades híbridas

A interface SAS continua sendo a dominante em chassis de armazenamento em massa e híbrido, onde o custo e o consumo de energia do NVMe não se justificam. As interfaces SAS-12 (12 Gb/s) e SAS-22.5 (22.5 Gb/s, SAS-4) são as atuais; a SAS-3 (12 Gb/s) é onipresente na produção.

Fabricação de backplane SAS-12

• Taxa de sinalização: 12 Gb/s por porta.
• Impedância diferencial: Alvo de 100Ω ±10%.
• Material: FR408HR ou 370HR para backplanes de curta distância; I-Tera MT40 para roteamento de longa distância.
• Suporte à unidade: SATA, SAS e SAS de porta dupla são suportados no mesmo backplane.
• Contagem de camadas: Normalmente, de 8 a 14 camadas.

Fabricação de backplane SAS-22.5 (SAS-4)

• Taxa de sinalização: 22.5 Gb/s por porta.
• Material: I-Tera MT40 ou FR408HR para canais mais longos; 370HR pode ser aceitável para canais curtos.
• Perfuração traseira: Recomendado para vias de sinal críticas.
• Volume: Emergência em 2024-2025 para armazenamento empresarial; expansão gradual ao longo de 2026-2027.

Fabricação de placa expansora SAS

• Chips expansores: Broadcom SAS35x40 (40 portas), SAS35x36 (36 portas) e produtos Microchip similares.
• Contagem de camadas: De 10 a 14 camadas, dependendo da quantidade de portas e da densidade de roteamento.
• Aplicação: Chassis de armazenamento com 24, 36, 60 ou 90 baias, com um único expansor por zona ou com múltiplos expansores distribuídos.
• Confiabilidade: A falha de um expansor afeta todas as unidades conectadas; é necessário garantir o fornecimento de capacitores e conectores de alta confiabilidade.

Fabricação de backplane híbrido (SAS + NVMe)

• Arquitetura: Algumas baias de unidade suportam unidades SAS e NVMe através do conector universal SFF-8639.
• Identificação da unidade: O painel traseiro e o controlador detectam o tipo de unidade e encaminham os sinais adequadamente.
• Densidade de roteamento: Ambos os protocolos roteados para cada compartimento aumentam a contagem de camadas em comparação com projetos de protocolo único.
• Seleção de material: Os requisitos de roteamento NVMe dominam a seleção de materiais para backplanes híbridos.

Placas de cabeamento HD externas SAS / mini-SAS

• Chassi JBOD externo: Cabos mini-SAS HD (SFF-8644) ou SAS-4 ativos para gabinetes de unidades externas.
• Fabricação de placas de cabos: Pequenas placas de alta frequência com conectores externos e interface de impedância controlada para o controlador de armazenamento interno.

5. Fabricação de placas de expansão para switches HBA, RAID e NVMe

A lógica do controlador de armazenamento — adaptadores de barramento de host, controladores RAID e switches de malha NVMe — é implementada em placas dedicadas ou integrada às placas-mãe dos servidores de armazenamento. Construímos tanto placas independentes quanto projetos integrados à placa-mãe.

Fabricação de placa de expansão SAS HBA

• Batatas fritas comuns: Broadcom MegaRAID, Adaptec SmartRAID, Microchip SmartIOC.
• Fator de forma: Placa de slot PCIe padrão com conectores externos mini-SAS HD.
• Contagem de camadas: 8-12 camadas.
• Material: FR408HR ou 370HR.
• Volume: Cartões de alto volume enviados para produtos de armazenamento corporativo.

Fabricação de HBA NVMe / placa de circuito impresso para switches NVMe

• Batatas fritas comuns: Microchip PM8536 SmartIOC, matriz de comutação NVMe da Broadcom, controladores NVMe personalizados para hiperescaladores.
• Função: Agregar várias unidades NVMe por trás de uma única conexão PCIe do host.
• Roteamento PCIe Gen4/Gen5: Impedância controlada, perfuração traseira em vias Gen5 críticas.
• Contagem de camadas: 10-14 camadas.
• Material: I-Tera MT40 típico.

Fabricação de placa controladora RAID de hardware

• Processadores RAID-on-chip (RoC): Série Broadcom MegaRAID 9xxx, série Adaptec SmartRAID 3xxx.
• Memória cache: Cache DDR4 dedicada no módulo; backup de cache via supercapacitor ou BBU.
• Fator de forma: Placa de slot PCIe padrão; alguns produtos no formato OCP NIC.
• Contagem de camadas: 10 a 14 camadas com layout de sinal misto.

Fabricação de placa de armazenamento OCP NIC 3.0

• Formato padronizado: OCP NIC 3.0 é um componente mezzanine que hospeda controladores de armazenamento, adaptadores NVMe-oF ou iniciadores de malha.
• Capacidade de troca a quente: Suporta a reconfiguração a quente de placas de armazenamento em servidores operacionais.
• Volume em projetos de hiperescala: O formato está se tornando cada vez mais o dominante para controladores de armazenamento de hiperescaladores.

6. Montagem de placas adaptadoras NVMe-oF para host e alvo

NVMe over Fabrics (NVMe-oF) desacopla o armazenamento NVMe do servidor host, permitindo armazenamento compartilhado com desempenho próximo ao do NVMe local. Adaptadores de destino NVMe-oF (em JBOFs e arrays de armazenamento) e adaptadores de host NVMe-oF (em servidores de computação) são uma linha de produtos de PCB em expansão.

Fabricação de placa adaptadora de host NVMe-oF

• Função: Adaptador do lado do iniciador que apresenta o armazenamento NVMe-oF remoto como NVMe local para o host.
• interface de rede: Ethernet 25/100/200/400G ou InfiniBand.
• Batatas fritas comuns: DPUs NVIDIA BlueField (que também funcionam como host NVMe-oF com offload), DPU Pensando, Marvell Octeon, ASICs personalizados.
• Contagem de camadas: 14-18 camadas.
• Material: Tachyon 100G ou I-Tera MT40, dependendo da taxa de sinalização e do comprimento do canal.

Fabricação de placa adaptadora de alvo NVMe-oF

• Função: Adaptador do lado do destino que expõe unidades NVMe locais como endpoints NVMe-oF para a rede.
• Arquitetura: Normalmente integrado à placa-mãe JBOF ou ao controlador de matriz de armazenamento.
• Otimização de performance: O alvo acelerado por ASIC ou FPGA descarrega a CPU.

Considerações sobre RDMA sobre Ethernet Convergida (RoCE)

• Domínio do RoCE v2: O RoCE v2 é o principal protocolo de transporte NVMe-oF em implantações de hiperescaladores; algumas implantações corporativas usam FC-NVMe ou NVMe/TCP.
• Requisitos da placa de rede: Placas de rede compatíveis com RDMA de 100G ou superior são um requisito do host.
• Rede Ethernet sem perdas: O RoCE v2 requer uma configuração cuidadosa da estrutura de rede; os produtos de armazenamento OEM geralmente incluem orientações de configuração da estrutura com seus produtos NVMe-oF.

Placas FC-NVMe (Fibre Channel NVMe-oF)

• Caso de uso: Ambientes SAN Fibre Channel existentes migrando para NVMe-oF sobre FC.
• Cartões HBA: HBAs FC de 32G e 64G compatíveis com os protocolos legados SCSI/FCP e os modernos protocolos NVMe-oF.
• Padrões de produção: Diminuição do volume de unidades em comparação com o NVMe-oF baseado em RoCE, mas demanda empresarial estável.

7. Contrate a Highleap como sua fabricante de placas de circuito impresso para servidores de armazenamento.

Para fabricantes de equipamentos originais (OEMs) de servidores de armazenamento, fabricantes de equipamentos originais (ODMs) de hiperescaladores e fornecedores de controladores de armazenamento que avaliam parceiros de fabricação de PCBs, nosso modelo de engajamento varia de acordo com o escopo do programa:

programas da placa-mãe do servidor de armazenamento

• Construções de protótipos: Protótipos de 25 a 100 peças com prazo de entrega de 7 a 10 dias úteis para placas-mãe de 12 a 18 camadas.
• Exemplos de qualificação: 200 a 1000 peças com documentação completa no estilo PPAP.
• Produção piloto: Os primeiros lotes de produção foram produzidos em conjunto com o cliente, que estava pronto para o lançamento.
• Produção em grande escala: Entregas programadas com base em previsão contínua; capacidade reservada mediante compromisso.

Programas de backplane

• Verificação mecânica do primeiro artigo: Medição CMM confirmando o posicionamento do conector conforme a especificação SFF.
• Verificação elétrica do primeiro artigo: Verificação de impedância TDR por traçado de impedância controlada.
• Amostragem de confiabilidade de troca a quente: Testes de ciclo de acoplamento em posições de acionamento representativas.
• Programação em volume: A demanda por backplanes geralmente segue uma proporção fixa para determinar a quantidade de compartimentos; o planejamento baseado em previsão é simples.

Programas de operadoras HBA, RAID e switches

• Coordenação DFM rigorosa: Normalmente, o ponto de partida é o projeto de referência do fornecedor de ASIC; nós o adaptamos ao layout específico do cliente.
• Formatos padrão do PCIe: Reduz os riscos de ferramentas e fabricação.
• Dimensionamento de volume: As placas de expansão costumam ser enviadas em volumes maiores do que as placas-mãe; a alocação de capacidade é priorizada.

A Highleap possui certificações ISO 9001 e IATF 16949. Fabricamos PCBs para servidores de armazenamento com 4 a 24 camadas, com capacidade HDI para a alta densidade de cabos necessária em torno de grandes ASICs de switches NVMe, impedância controlada de ±5% em trilhas críticas Gen5, cobre espesso de 3 a 4 oz para backplanes de alta densidade de energia e... Acabamento de superfície PCB Cobertura (ENIG, prata por imersão, OSP, HASL sem chumbo). O prazo de entrega padrão para protótipos de servidores de armazenamento é de 5 a 8 dias úteis para backplanes e de 7 a 10 dias úteis para placas-mãe de servidores de armazenamento.

Envie arquivos Gerber, dados de perfuração, especificações de empilhamento, quantidades-alvo e cronograma do programa através do nosso sistema. portal de cotação online Para uma resposta em 24 horas. Para programas complexos — fornecimento de famílias de placas múltiplas para novas plataformas de armazenamento, fluxos AVL específicos para hiperescaladores, programas de sustentação de longo ciclo de vida — nossa equipe de armazenamento pode entrar em contato diretamente para discutir o escopo e a capacidade. Para montagens de backplane de armazenamento com custo otimizado, onde a sinalização Gen4/Gen3 é suficiente, consulte nosso Fabricação de PCB FR4 capacidade.