Producător de PCB-uri pentru servere de stocare pentru întreprinderi

Highleap Electronics este un producător de PCB-uri pentru servere de stocare destinate producătorilor de echipamente originale (OEM) de stocare pentru întreprinderi, ODM-urilor de sisteme hyperscalare, furnizorilor de stocare în cloud și constructorilor de sisteme de stocare edge. Portofoliul nostru cuprinde plăci de bază pentru servere de stocare (controler unic, controler activ/activ cu două controlere, noduri de cluster de stocare scale-out), backplane-uri NVMe pentru unități PCIe Gen4 și Gen5 hot-swap (U.2, U.3, E1.S, E3.S), backplane-uri SAS și expansoare SAS pentru șasiuri hibride și de stocare în vrac, plăci purtătoare HBA și cariere de switch NVMe , plăci purtătoare pentru controlere RAID , plăci adaptoare gazdă și țintă NVMe-oF și setul complet de plăci de administrare și infrastructură în interiorul șasiurilor de stocare moderne. Plăci construite conform standardului IPC-A-600 Clasa 2 cu acceptare Clasa 3 disponibilă , certificate conform IATF 16949 , calificate pentru AVL OEM de stocare Tier-1 , cu programe documentate de control al modificărilor și livrare programată care acceptă platforme de stocare multianuale.

Cuprins

1. Ce au nevoie producătorii de servere de stocare de la un producător de PCB-uri
2. Construcții de plăci de bază pentru servere de stocare — Nod scalabil cu un singur controller, două controlere
3. Fabricație backplane NVMe — Gen4, Gen5, U.2/U.3/EDSFF
4. Backplane-uri SAS, Expandere și Șasiuri de Unități Hibride
5. Fabricarea plăcilor de bază pentru switch-uri HBA, RAID și NVMe
6. Construcții de plăci de adaptor gazdă și țintă NVMe-oF
7. Angajarea Highleap ca producător de PCB-uri pentru serverul dvs. de stocare

1. Ce au nevoie producătorii de servere de stocare de la un producător de PCB-uri

Programele de servere de stocare funcționează pe baza unor criterii economice diferite față de serverele de calcul. Volumele sunt de obicei mai mari per platformă (o singură linie de produse de stocare poate livra anual peste 50,000 de unități prin canale hyperscaler și enterprise); ciclurile de viață ale produselor sunt mai lungi (5-7 ani pe piață sunt o perioadă obișnuită); asistența pentru piese de schimb și unități înlocuibile pe teren se extinde cu 7-10 ani după sfârșitul producției. Producătorul de PCB-uri care oferă asistență pentru un program de stocare se angajează să respecte aceste termene. Furnizăm întregul portofoliu de servere de stocare în cadrul aceluiași flux de calitate care alimentează programele noastre mai ample de fabricație a PCB-urilor pentru servere.

Cerințe pentru echipa de inginerie

• Parteneriat pentru designul backplane-ului NVMe: integrare conectori hot-swap, rutare cu impedanță controlată de la compartimentul de unitate la controler, orificii perforate din spate pentru controlul prin stub NVMe Gen5.
• Integrare densă a unităților DFM: 24, 36, 60, chiar 90 de compartimente pentru unități per șasiu 4U — suprafața PCB a backplane-ului este mică în raport cu densitatea de conectori și rutare necesară.
• Revizuirea aspectului expanderului SAS: Expansoarele cu număr mare de porturi (24 până la 36 de porturi per cip) necesită o rutare atentă pentru a menține integritatea semnalului SAS la 12/22.5 Gbps.
• Cupru greu pentru distribuția energiei șasiului de depozitare: Peste 60 de unități consumă peste 600W în inactivitate, mult mai mult sub sarcină de lucru susținută; plăcile de alimentare backplane au nevoie de 2-3 uncii de cupru pe straturi dedicate în cadrul... PCB multistrat stivuire.
• Documentația privind substituibilitatea materialelor: Ciclurile lungi de viață ale produselor înseamnă că vor avea loc evenimente de eșec al uzului materialelor; căile de substituire documentate sunt esențiale.

Cerințe pentru echipa de achiziții

• Angajament de aprovizionare pe mai mulți ani: Platformele de stocare se livrează în 3-5 ani; piesele de schimb se livrează în încă 5-7 ani.
• Capacitate bazată pe prognoză: Cererea de stocare hiperscalabilă poate crește de 5-10 ori într-un trimestru pe o platformă nouă; alocarea capacității în funcție de prognoza continuă este esențială.
• Calificare AVL la niveluri multiple: Producătorii de echipamente originale (OEM) de stocare Tier-1, partenerii ODM pentru hiperscalare și integratorii clienților finali pot menține AVL-uri separate.
• Transparența costurilor la nivel de PCB: Materialul, greutatea cuprului, numărul de straturi și configurația panourilor afectează costul unitar; analiza transparentă la nivel de BOM susține inițiativele de reducere a costurilor.
• Achiziționare conectori hot-swap: Unele programe achiziționează conectori SAS sau NVMe ca material consignat; furnizorul se ocupă de asamblare fără a-și asuma proprietatea materialului.
• Documentație de conformitate EMC: Produsele de stocare sunt supuse testelor FCC, CE și altor teste de reglementare; consecvența designului și a fabricării PCB-urilor permite trecerea testelor încă de la prima trimitere.

Conformitate și aliniere a sistemului de calitate

• Certificare IATF 16949: nivel de referință pentru furnizorii de PCB de calitate industrială.
• ISO 9001: fundamentul sistemului universal al calității.
• Recunoaștere UL: pentru produsele de depozitare care necesită certificare de siguranță.
• Suport pentru clasificarea ECCN: pentru produse de stocare controlate la export care deservesc piețe guvernamentale, adiacente apărării sau infrastructuri critice.
• Raportarea mineralelor din conflict: Conformitatea cu Secțiunea 1502 privind raportarea documentată a furnizorilor subordonați.

2. Construcții de plăci de bază pentru servere de stocare — Nod scalabil cu un singur controler, două controlere

Plăcile de bază pentru servere de stocare acoperă o gamă mai largă de arhitecturi decât plăcile de bază pentru servere de calcul. Modelele dominante pe care le construim:

Plăci de bază cu un singur controler (stocare entry-level și SMB)

• Arhitectură: soclu unic al CPU (sau un singur SoC) cu atașare directă la backplane-ul unității și la interfețele de rețea gazdă.
• Opțiuni CPU: Intel Atom pentru produse de bază; Intel Xeon-D, AMD Ryzen Embedded pentru produse de bază cu performanțe superioare.
• Număr de straturi: 8-12 straturi tipice.
• I / O: 2-4 porturi GbE, USB 3.x pentru consolă de administrare, slot PCIe pentru extindere HBA.
• Volum: stocare de volum mare pentru IMM-uri și prosumeri; design PCB sensibil la costuri.
• Material: 370HR sau IS410 în funcție de obiectivul de cost; FR408HR dacă este necesar PCIe cu rată mai mare.

Plăci de bază active/active cu controler dual (matrice de stocare pentru întreprinderi)

• Arhitectură: două controllere de stocare în aceeași carcasă cu acces partajat la backplane; failover și echilibrare a încărcării în cadrul matricei.
• Număr de straturi per controler: de obicei 12-18 de straturi.
• Legătură inter-controler: Legătură de mare viteză între controlere (PCIe Gen4/Gen5, NTB sau personalizate) pentru coerența memoriei cache și sincronizarea stării de failover.
• Interfață partajată pentru backplane: Ambele controlere ajung la toate unitățile prin căi redundante SAS sau NVMe.
• Suport pentru memoria cache cu baterie: adaptare fizică și electrică pentru backupul cache-ului BBU sau al supercondensatoarelor.
• Fiabilitate: Acceptare tipică IPC Clasa 3; sursă de înaltă fiabilitate pentru condensatoare, conectori și alte componente.

Plăci de bază pentru noduri de stocare scalabile (stocare distribuită)

• Arhitectură: Placă de bază pentru server care găzduiește o stivă de software de stocare (Ceph, MinIO, Lustre, GlusterFS, stivă de hyperscaler personalizată) cu NVMe local atașat și interfață de rețea cu lățime de bandă mare.
• Opțiuni CPU: procesoare Xeon, EPYC, ARM HPC cu socket simplu sau dual.
• Număr de straturi: 12-20 straturi.
• Interfata retea: Placă de rețea de 100G sau 200G pentru trafic de stocare; unele modele de hyperscaler includ 400G.
• Unități NVMe: unități M.2 integrate plus unități U.2 sau EDSFF în compartimentul frontal.
• Implementare comună: stocare de obiecte în vrac hiperscaler, stocare definită de software pentru întreprinderi, backend-uri de stocare blob în cloud public.

JBOF (doar o grămadă de memorie flash) și servere NVMe dense

• Arhitectură: Carcase NVMe de înaltă densitate cu putere de calcul locală minimă; țintă NVMe-oF pentru controlerele externe atașate.
• Număr de unități: 24, 36, 60 sau chiar peste 90 de unități NVMe per șasiu.
• Rolul plăcii de bază: Comutator și gestionare NVMe; controlerul a fost scos din JBOF.
• Verifcă rețeau din care faci parte: Interfață Ethernet 100/200/400G sau InfiniBand NVMe-oF.
• Complexitatea PCB-ului: Placa de bază este cea mai complexă placă de circuit imprimat din sistem; placa de bază este relativ simplă.

Fabricarea plăcii de bază JBOD (doar o grămadă de discuri)

• Placă de bază pentru extensie SAS: de obicei 6-10 straturi cu cip de expansiune SAS (seria Broadcom SAS3xxx) și conectori SAS la gazdă(e) externă(e).
• Suport pentru compartimentul de unitate: 24, 60 sau 90 de compartimente pentru unități de 3.5″ sau 2.5″ în șasiuri 4U sau 5U.
• Gestionarea energiei și a răcirii: răcire distribuită și monitorizare a energiei pe întregul șasiu.

3. Fabricație de backplane-uri NVMe — Gen4, Gen5, U.2/U.3/EDSFF

Proiectarea și fabricarea PCB-urilor pentru backplane-ul NVMe este unul dintre cele mai solicitante domenii din domeniul hardware-ului serverelor de stocare. Densitatea unităților, fiabilitatea opțiunii hot-swap și semnalizarea de mare viteză converg toate pe backplane-ul acestuia.

Fabricarea backplane-ului PCIe Gen5 NVMe

• Rată de semnalizare: 32 GT/s pe bandă; unitățile de rulare cu 4 benzi sunt standard, iar cele cu 8 benzi pe unitățile de rulare pentru întreprinderi.
• Impedanță diferențială: 85Ω ±5% pe urmele critice.
• Lungimea urmei: Traseele backplane de la conectorul unității la gazdă/comutator sunt de obicei de 2-8 inci; buget de pierderi restrâns la 16 GHz Nyquist.
• Material: I-Tera MT40 este acceptabil pentru canale Gen5 mai scurte; Tachyon 100G este recomandat pentru backplane-uri cu număr mare de porturi sau cu traseu lung.
• Găurire inversă: obligatoriu pe fișele de semnal Gen5; burghiu pentru spate până la un stub rezidual ≤8 mil.
• Număr de straturi: 12-20 de straturi, în funcție de densitatea unității.

Fabricarea backplane-ului PCIe Gen4 NVMe

• Rată de semnalizare: 16 GT/s pe bandă.
• Impedanță diferențială: 85Ω ±10% standard.
• Material: FR408HR sau I-Tera MT40 în funcție de lungimea și densitatea urmei.
• Găurire inversă: recomandată, dar toleranță mai relaxată acceptabilă decât Gen5.
• Număr de straturi: 10-16 straturi tipice.

Construcția backplane-ului U.2 și U.3

• Conector SFF-8639: Conectorul U.2/U.3 acceptă SAS, SATA și NVMe în același factor de formă.
• Factor de formă al unității: Grosime de 2.5″ × 15 mm sau 7 mm; dimensiuni standard pentru compartimentul de server.
• Configurații comune: Servere 2U cu 12 bay-uri, servere 2U cu 24 bay-uri, servere 4U cu 36 bay-uri.
• Integrare conector hot-swap: Poziționare precisă a conectorului cu o toleranță de ±0.10 mm pentru fiabilitate la îmbinare inexpresivă.

Construcția backplane-ului EDSFF pentru E1.S și E3.S

• E1.S (fostul E1): Factor de formă riglă pentru unități cu încărcare frontală; opțiuni de grosime de 5.9 mm, 9.5 mm, 15 mm, 25 mm.
• E3.S: Factor de formă SSD între U.2 și riglă, adoptare pe scară largă în 2024-2025.
• Avantajul densității: EDSFF permite un număr mai mare de unități per șasiu decât U.2.
• Considerații despre placa de bază: Pasul conectorului unității și șuruburile de montare. Configurația plăcii de bază a unității; specificații SFF standardizate.
• Drivere de volum: Design-urile hiperscalare (EDSFF a fost determinat în mare măsură de cerințele hiperscalare) se extind acum la produsele OEM pentru întreprinderi.

Fluxul calității fabricării backplane-ului

• Verificarea poziției conectorului: Măsurare CMM pe primul articol, confirmând poziționarea conectorului conform specificațiilor SFF.
• Verificarea impedanței: Cupon TDR per panou pentru trasee cu impedanță controlată.
• Testarea inserției hot-swap: testarea ciclului de împerechere pe probe reprezentative.
• Verificarea capacității curentului în planul de putere: microsecțiune care confirmă grosimea cuprului în planurile electrice.

4. Backplane-uri SAS, expansoare și șasiuri pentru unități hibride

SAS rămâne interfața dominantă în șasiurile de stocare în vrac și hibride, unde costul și consumul de energie NVMe nu sunt justificate. SAS-12 (12 Gb/s) și SAS-22.5 (22.5 Gb/s, SAS-4) sunt în prezent; SAS-3 (12 Gb/s) este omniprezent în producție.

Fabricarea backplane-ului SAS-12

• Rată de semnalizare: 12 Gb/s pe port.
• Impedanță diferențială: 100Ω ±10% țintă.
• Material: FR408HR sau 370HR pentru plăci de bază cu traseu scurt; I-Tera MT40 pentru rutare pe distanțe mai lungi.
• Suport pentru acționare: SATA, SAS, SAS cu porturi duale, toate acceptate pe același backplane.
• Număr de straturi: 8-14 straturi tipice.

Fabricarea plăcii de bază SAS-22.5 (SAS-4)

• Rată de semnalizare: 22.5 Gb/s pe port.
• Material: I-Tera MT40 sau FR408HR pentru canale mai lungi; 370HR poate fi acceptabil pentru canale scurte.
• Găurire inversă: recomandat pentru fire de semnal critice.
• Volum: stocarea în mediul enterprise va apărea în perioada 2024-2025; se va extinde până în perioada 2026-2027.

Fabricarea plăcii de expansiune SAS

• Cipuri de expansiune: Broadcom SAS35x40 (40 de porturi), SAS35x36 (36 de porturi) și produse Microchip similare.
• Număr de straturi: 10-14 straturi, în funcție de numărul de porturi și densitatea de rutare.
• Aplicare: Șasiuri de stocare cu 24, 36, 60, 90 de bay-uri, cu un singur expandor per zonă sau modele distribuite cu expansoare multiple.
• Fiabilitate: Defectarea unui expansor afectează toate unitățile atașate; sursă de înaltă fiabilitate pentru condensatoare și conectori.

Fabricație hibridă a backplane-ului (SAS + NVMe)

• Arhitectură: Unele compartimente de unități acceptă atât unități SAS, cât și NVMe prin conectorul universal SFF-8639.
• Identificarea unității: Placa de bază și controlerul detectează tipul de unitate și direcționează semnalele în mod corespunzător.
• Densitatea de rutare: Ambele protocoale rutate către fiecare strat de unități de bay contează mai mult decât modelele cu un singur protocol.
• Alegerea materialului: Cerințele de rutare NVMe domină selecția materialelor pentru plăcile de bază hibride.

Plăci de cablare externe SAS / mini-SAS HD

• Șasiu JBOD extern: Cablare activă mini-SAS HD (SFF-8644) sau SAS-4 pentru carcase de unități externe.
• Fabricarea plăcii de cablu: plăci mici de înaltă frecvență care montează conectori externi cu interfață cu impedanță controlată către controlerul de stocare intern.

5. Fabricarea plăcilor de rețea pentru comutatoare HBA, RAID și NVMe

Logica controlerului de stocare — adaptoarele de magistrală gazdă, controlerele RAID și switch-urile fabric NVMe — este implementată pe plăci dedicate sau integrată în plăcile de bază ale serverelor de stocare. Construim atât suporturi independente, cât și modele de plăci de bază integrate.

Fabricarea plăcii de transport HBA SAS

• Chipsuri comune: Broadcom MegaRAID, Adaptec SmartRAID, Microchip SmartIOC.
• Factorul de formă: Placă de slot PCIe standard cu conectori externi mini-SAS HD.
• Număr de straturi: 8-12 straturi.
• Material: FR408HR sau 370HR.
• Volum: carduri de volum mare livrate prin intermediul produselor de stocare pentru întreprinderi.

Fabricarea suportului HBA NVMe / a suportului de switch NVMe

• Chipsuri comune: Microchip PM8536 SmartIOC, structură de comutare Broadcom NVMe, controlere NVMe hiperscalabile personalizate.
• Funcția: agregați mai multe unități NVMe în spatele unei singure conexiuni PCIe gazdă.
• Rutare PCIe Gen4/Gen5: impedanță controlată, găurire inversă pe via-uri critice Gen5.
• Număr de straturi: 10-14 straturi.
• Material: I-Tera MT40 tipic.

Fabricarea suportului controlerului RAID hardware

• Procesoare RAID-on-chip (RoC): Broadcom MegaRAID seria 9xxx, Adaptec SmartRAID seria 3xxx.
• Memorie cache: memorie cache DDR4 dedicată pe suport; backup pentru memoria cache prin supercap sau BBU.
• Factorul de formă: Placă standard cu slot PCIe; unele produse au formatul de placă de rețea OCP.
• Număr de straturi: 10-14 straturi cu aspect de semnal mixt.

Fabricarea plăcii de stocare OCP NIC 3.0

• Factor de formă standardizat: OCP NIC 3.0 mezanine carrier care găzduiește controlere de stocare, adaptoare NVMe-oF sau initiatoare fabric.
• Capacitate de înlocuire la cald: suportă reconfigurarea prin înlocuire la cald a cardurilor de stocare în serverele operaționale.
• Volumul în proiectele hiperscalare: din ce în ce mai mult factorul de formă dominant pentru controlerele de stocare hiperscalare.

6. Construcții de plăci de adaptor gazdă și țintă NVMe-oF

NVMe over Fabrics (NVMe-oF) decuplează stocarea NVMe de serverul gazdă, permițând stocarea partajată la performanțe aproape la nivel local NVMe. Adaptoarele țintă NVMe-oF (în JBOF-uri și matrice de stocare) și adaptoarele gazdă NVMe-oF (în serverele de calcul) reprezintă o linie de produse PCB în creștere.

Fabricarea plăcii adaptorului gazdă NVMe-oF

• Funcția: adaptor pe partea inițiatorului care prezintă spațiul de stocare NVMe-oF la distanță ca NVMe local către gazdă.
• Interfata retea: Ethernet 25/100/200/400G sau InfiniBand.
• Chipsuri comune: DPU-uri NVIDIA BlueField (servesc și ca gazdă NVMe-oF cu descărcare), DPU Pensando, Marvell Octeon, ASIC-uri personalizate.
• Număr de straturi: 14-18 straturi.
• Material: Tachyon 100G sau I-Tera MT40 în funcție de rata de semnalizare și lungimea canalului.

Fabricarea plăcii adaptorului țintă NVMe-oF

• Funcția: Adaptorul țintă expune unitățile NVMe locale ca puncte finale NVMe-oF în rețea.
• Arhitectură: de obicei integrat în placa de bază JBOF sau în controlerul matricei de stocare.
• Optimizarea performanței: Ținta accelerată de ASIC sau FPGA descarcă CPU-ul.

Considerații privind RDMA prin Ethernet convergent (RoCE)

• Dominanță RoCE v2: RoCE v2 este principalul transport NVMe-oF în implementările hiperscalare; unele implementări în cadrul întreprinderilor utilizează FC-NVMe sau NVMe/TCP.
• Cerințe NIC: NIC-urile compatibile cu RDMA la 100G sau mai mare sunt cerința gazdei.
• Țesătură Ethernet fără pierderi: RoCE v2 necesită o configurație atentă a structurii rețelei; produsele de stocare OEM includ adesea îndrumări pentru configurarea structurii rețelei cu produsele lor NVMe-oF.

Plăci FC-NVMe (Fibre Channel NVMe-oF)

• Utilizare caz: mediile SAN Fibre Channel existente care migrează către NVMe-oF prin FC.
• Carduri HBA: HBA-uri FC de 32G și FC de 64G care acceptă atât protocoale SCSI/FCP vechi, cât și protocoale NVMe-oF moderne.
• Modele de producție: volume unitare în scădere față de NVMe-oF bazat pe RoCE, dar cerere stabilă la nivel de întreprindere.

7. Angajarea Highleap ca producător de PCB-uri pentru serverul dvs. de stocare

Pentru producătorii de echipamente originale (OEM) de servere de stocare, ODM-urile de hyperscalare și furnizorii de controlere de stocare care evaluează partenerii de producție a PCB-urilor, modelul nostru de implicare variază în funcție de domeniul de aplicare al programului:

Programe pentru placa de bază a serverului de stocare

• Construcții prototip: Prototip de 25-100 de bucăți, cu execuție în 7-10 zile lucrătoare, pentru plăci de bază cu 12-18 straturi.
• Exemple de calificare: 200-1000 de piese cu documentație completă în stil PPAP.
• Producție pilot: Primele rulaje de volum sunt aliniate cu nivelul de pregătire pentru lansare al clienților.
• Producție de volum: livrări programate în funcție de prognoza continuă; capacitate rezervată în funcție de angajament.

Programe backplane

• Verificare mecanică a primului articol: Măsurare CMM care confirmă poziționarea conectorului conform specificațiilor SFF.
• Verificare electrică a primului articol: Verificarea impedanței TDR per trasare cu impedanță controlată.
• Eșantionare a fiabilității la schimbarea la cald: testarea ciclului de cuplare pe poziții reprezentative de acționare.
• Programarea volumului: Cererea de backplane funcționează adesea la un raport fix față de numărul de compartimente de unități; planificarea bazată pe prognoză este simplă.

HBA, RAID și programe pentru operatori de comutare

• Coordonare strânsă DFM: Proiectarea de referință a furnizorilor ASIC este de obicei punctul de plecare; ne adaptăm la aspectul specific clientului.
• Factori de formă PCIe standard: reduce riscul aferent sculelor și fabricației.
• Scalarea volumului: Plăcile de bază ale operatorilor sunt adesea livrate în volum mai mare decât plăcile de bază; alocarea capacității este prioritizată.

Highleap este certificată ISO 9001 și IATF 16949. Fabricăm PCB-uri pentru servere de stocare de la 4 straturi la 24 de straturi, cu capacitate HDI pentru fanout-ul dens necesar în jurul ASIC-urilor mari de comutare NVMe, impedanță controlată la ±5% pe traseele critice Gen5, cupru greu de 3-4 oz pentru backplane-uri cu densitate mare de putere și acoperire completă a finisajului suprafeței PCB (ENIG, argint de imersie, OSP, HASL fără plumb). Livrarea standard rapidă pentru prototipurile de servere de stocare este de 5-8 zile lucrătoare pentru backplane-uri și 7-10 zile lucrătoare pentru plăcile de bază ale serverelor de stocare.

Trimiteți fișiere Gerber, date de foraj, specificații de stackup, cantități țintă și cronologia programului prin intermediul portalului nostru online de oferte pentru un răspuns în 24 de ore. Pentru programe complexe - furnizare de familii multi-board pentru platforme de stocare noi, fluxuri AVL specifice hiperscalerelor, programe de susținere pe ciclu lung de viață - echipa noastră de stocare poate contacta direct pentru a discuta domeniul de aplicare și capacitatea. Pentru construcții de backplane de stocare optimizate din punct de vedere al costurilor unde semnalizarea Gen4/Gen3 este suficientă, consultați capacitatea noastră de producție de PCB FR4.