Услуги по изготовлению печатных плат для NAS-серверов

3. Изготовление печатных плат для сетевых хранилищ данных (NAS) для малого и среднего бизнеса и офисов.

Устройства SMB NAS обеспечивают сочетание доступной цены для потребителей и возможностей для предприятий. Они обслуживают рабочие группы от 10 до 100 пользователей в офисных условиях, часто с интеграцией в гибридное облако, интеграцией с устройствами резервного копирования и функциями видеорегистраторов для систем видеонаблюдения наряду с основным файловым сервисом.

Изготовление контроллера x86 SMB NAS

• Опции процессора: Intel Atom C-серии, Intel Xeon-D, AMD Ryzen Embedded.
• Память: Слоты для модулей памяти DDR4 DIMM; обычно емкостью 16-64 ГБ.
• Интерфейс привода: 8-12 портов SATA через PCH или SAS HBA; некоторые поддерживают двухпортовые корпоративные накопители SAS.
• Сети: Стандартное подключение: 2× 2.5GbE или 1× 10GbE; 10GbE+25GbE на высокопроизводительных устройствах малого и среднего бизнеса.
• Количество слоев: 8-12 слоев.
• Материал: 370HR или FR408HR; выбор зависит от конструкции PCIe Gen4 или Gen3.

NAS-серверы для малого и среднего бизнеса, монтируемые в стойку, форм-факторы 1U и 2U.

• 1U NAS: Конфигурации с 4 отсеками для 3.5-дюймовых дисков или 8 отсеками для 2.5-дюймовых дисков, с возможностью установки в шкафы для электропроводки в офисах.
• 2U NAS: Конфигурации с 8/12 отсеками и 3.5-дюймовыми разъемами; стандартная глубина для установки в ИТ-стойки.
• Схема расположения компонентов на материнской плате: Ограничения обусловлены положением крепления объединительной платы накопителя и размещением блока питания.
• Охлаждение: Резервные или N+1 вентиляторы; на печатной плате размещены контроллер вентиляторов и тахометр для мониторинга.

Офисное здание SMB NAS

• Фактор формы: Более крупные корпуса для настольных компьютеров с возможностью установки от 8 до 16 отсеков.
• Рабочая среда: На полу в офисе или под столом; более низкие требования к уровню шума по сравнению с установкой в ​​стойку.
• Объем: умеренный; общий объем башенных NAS-устройств для малого и среднего бизнеса ниже, чем у стоечных.

Система видеонаблюдения NVR, интегрированная с NAS

• Случай использования: Хранение файлов плюс встроенная функция видеозаписи с IP-камер (часто 16-64 канала).
• Дополнительные элементы печатной платы: PoE PSE для питания камер (при прямом подключении камер), поддержка аппаратного ускорения декодирования видео, планирование хранения выделенного видеофайла.
• Сети: В некоторых конструкциях сетевой порт камеры отделен от основной сети передачи данных.

Изготовление резервных устройств NAS

• Ускорение дедупликации/сжатия: Некоторые сетевые хранилища данных (NAS), ориентированные на резервное копирование, включают в себя ускорение с помощью FPGA или ASIC для дедупликации данных в режиме реального времени.
• Облачная интеграция: Как правило, на печатной плате нет ничего особенного; всё управляется программным обеспечением.
• Подключение к ленточной библиотеке: Некоторые более крупные устройства резервного копирования интегрируются с ленточными библиотеками LTO через интерфейс расширения SAS HBA.

4. Изготовление печатных плат для корпоративных NAS-серверов файлового класса.

Сетевые хранилища данных корпоративного класса — NetApp FAS серии, Dell PowerStore (конфигурации NAS), HPE Nimble (варианты NAS), Pure Storage FlashArray с протоколами NAS, пользовательские OEM-серверы — представляют собой совершенно другую категорию продуктов. Они рассчитаны на 7-10 лет эксплуатации при непрерывной высокой нагрузке, поддерживают петабайты данных, имеют двухконтроллерную архитектуру активного/активного режима и сетевые интерфейсы корпоративного класса.

Изготовление материнской платы с двухконтроллерным фильтром

• Архитектура: Два полноценных контроллера в одном шасси с общим доступом к объединительной плате; отказоустойчивость и балансировка нагрузки внутри массива.
• Количество слоев на контроллер: 14-20 слоев.
• Связь между контроллерами: PCIe Gen4/Gen5 NTB (непрозрачный мост) или собственная коммутационная матрица для зеркалирования кэша и состояния отказоустойчивости.
• Общая объединительная плата: Оба контроллера подключаются ко всем накопителям по резервным каналам SAS или NVMe.
• Резервное копирование кэша: NVDIMM, BBU или DRAM с поддержкой суперконденсаторов для сохранения кэш-памяти при сбое питания.
• МПК Класс 3: Стандарт приемки для контроллеров корпоративных файловых серверов.

Корпоративный ЦП и подсистема памяти

• CPU : Двухсокетные процессоры Xeon Scalable или EPYC; как правило, модели среднего ценового сегмента, обеспечивающие баланс между количеством ядер и каналами памяти.
• Память: 256 ГБ-2 ТБ на контроллер; ECC DDR5; в некоторых продуктах используется NVDIMM-N для защищенного кэша.
• Слоты PCIe Gen5: для высокоскоростных сетевых адаптеров, расширения памяти для NVMe-накопителей и SAS HBA.
• Количество слоев на контроллер: 14-20 слоев на материнских платах корпоративных NAS с двумя сокетами, построенных на нашей платформе. многослойная печатная плата линии.

Конструкция пары контроллеров с возможностью горячей замены

• Архитектура, удобная для сервисов: Неисправный контроллер можно извлечь и заменить, в то время как партнерский контроллер продолжит предоставлять данные.
• Разъем для горячей замены: Прецизионный слепой разъем для сопряжения платы контроллера с объединительной платой.
• Сопротивление вывода разъема: Запуск с контролируемым импедансом для высокоскоростных сигналов, проходящих через интерфейс горячей замены.
• Последовательность включения/выключения питания: Микросхема контроллера горячей замены управляет последовательностью включения и выключения питания для безопасной установки/извлечения.

Особенности печатной платы, специфичные для корпоративных NAS-систем

• Интеграция кэша с резервным питанием от батареи (BBU): Соединительный разъем для литий-ионного аккумуляторного блока и схема контроллера заряда.
• Поддержка NVDIMM-N: Используется суперконденсатор и SLC NAND для защиты кэша; специальная маршрутизация сигналов защиты от потери питания.
• Внеполосное управление: Выделенный Ethernet для сервисного процессора; изолирован от сети передачи данных.
• Межкластерное соединение: для масштабируемых архитектур файловых серверов (NetApp Cluster Mode и т. д.), высокоскоростные сетевые порты кластера.

Устройство NAS для холодного хранения данных от гипермасштабируемой компании

Растущее число применений печатных плат связано с созданием специализированных NAS-устройств, выпускаемых ODM-партнерами гиперскейлеров для внутренних уровней холодного хранения — программно-определяемых NAS, работающих на стандартном оборудовании с очень высокой плотностью дисков (60-90 отсеков на шасси), низким потреблением ресурсов процессора и сетевыми интерфейсами 100GbE. Эти конструкции, как правило, имеют печатные платы средней сложности (12-16 слоев на материнской плате, 8-12 слоев на объединительной плате), но поставляются в больших объемах гиперскейлерами с агрессивным давлением на снижение стоимости. Квалификация AVL для этих программ осуществляется в соответствии со специфическими для гиперскейлеров процессами, а не с процессами корпоративных OEM-производителей.

5. Изготовление объединительных плат для накопителей — SATA, M.2 NVMe, U.2, EDSFF

В сетевых хранилищах (NAS) используется весь спектр интерфейсов накопителей, от экономичного SATA до высокопроизводительного NVMe. Технология изготовления объединительных плат значительно различается в зависимости от интерфейса накопителя и количества отсеков.

Изготовление объединительных плат SATA (для потребительских/малых и средних предприятий, NAS)

• Интерфейс привода: SATA III (6 Гбит/с) на каждый отсек.
• Маршрутизация: Допустимо использование стандартного FR4; контролируемое сопротивление ±10% на дифференциальных парах.
• Количество слоев: 4-6 слоев в зависимости от количества отсеков и схемы прокладки кабелей питания.
• Разъем для горячей замены: Стандартный разъем SATA для горячей замены (универсальный SAS/SATA во многих конструкциях).
• Мощность: Шины 5 В и 12 В; номинальная мощность рассчитана на полную загрузку отсека при запуске.
• Светодиодное управление: Светодиодные индикаторы активности и неисправностей для каждого отсека; мультиплексное или выделенное управление GPIO.

SAS-память для NAS-серверов малого и среднего бизнеса и корпоративных сетей.

• SAS-12 (12 Гбит/с): Преобладание корпоративных NAS-систем с использованием жестких дисков SAS и твердотельных накопителей SAS.
• Двухпортовый SAS: для резервного доступа к контроллеру; объединительная плата направляет две линии SAS на каждый отсек.
• Количество слоев: 8-12 слоев в зависимости от количества секций и сложности трассировки.
• Интеграция с расширителем SAS: для объединительных плат с большим количеством отсеков, чем количество линий SAS прямого контроллера; микросхема расширителя на агрегатах объединительных плат.

Изготовление объединительной платы NVMe U.2/U.3

• PCIe Gen4 NVMe: 16 ГТ/с на полосу; стандартная комплектация с 4 полосами движения.
• PCIe Gen5 NVMe: 32 ГТ/с на полосу; внедрение в корпоративные сетевые хранилища данных (NAS) ожидается в 2024-2025 годах.
• Количество слоев: 10-16 слоев в зависимости от количества отсеков и требований к трассировке Gen5.
• Материал: I-Tera MT40 для Gen5; FR408HR для Gen4; 370HR для коротких каналов.
• Обратное бурение: обязательно для сигнальных переходных отверстий Gen5.

Задняя панель кэша M.2 NVMe (бытовые/профессиональные NAS-серверы)

• Случай использования: 1-4 M.2 NVMe-накопителя, используемых в качестве кэш-ускорителей для пула хранения SATA.
• Фактор формы: небольшая дочерняя плата или интегрирована в печатную плату основного контроллера.
• Маршрутизация PCIe: Gen3 или Gen4 в зависимости от платформы процессора; импеданс ±10%.
• Термическое: Накопители M.2 NVMe выделяют тепло; на объединительной плате часто предусмотрены крепления для теплоотвода.

Объединительная плата E1.S / E3.S EDSFF (корпоративная NAS-система высокой плотности)

• Новый форм-фактор: Все чаще используется в сетевых хранилищах данных гипермасштабируемых компаний и корпоративных сетях для повышения плотности размещения дисков.
• Варианты толщины E1.S: 5.9 мм, 9.5 мм, 15 мм, 25 мм.
• Плотность маршрутизации: выше, чем U.2, из-за более близкого шага броска.
• Количество слоев: 12-18 слоев в зависимости от плотности.

Изготовление объединительных плат с 24 и 36 отсеками

• Основные корпоративные NAS-шасси: В сегменте корпоративных NAS-систем преобладают конфигурации с 24 и 36 отсеками в форм-факторе 4U.
• Размер объединительной платы: Приблизительно 280 × 340 мм для 24-отсековой 3.5-дюймовой объединительной платы.
• Распределение мощности: Шины 12 В и 5 В, рассчитанные на полную мощность; толстые медные силовые пластины.
• Размещение расширителя: Микросхемы расширителя SAS установлены для сбалансированной маршрутизации между отсеками.

6. Интеграция сетевых интерфейсов — 2.5 Гбит/с, 10 Гбит/с, 25 Гбит/с, 100 Гбит/с

Производительность NAS все больше ограничивается пропускной способностью сети. Разработка печатных плат для интеграции сетевых интерфейсов охватывает диапазон от 1GbE-чипов на платах до 100GbE OSFP-плат на корпоративных файловых серверах.

Интеграция чипов 1GbE и 2.5GbE на плате.

• Общие физические уровни: Intel I210/I225/I226 (2.5GbE), Realtek RTL8125/RTL8126, Marvell AQR/AQC.
• Планировка: Интегрируется непосредственно в материнские платы потребительских и SMB NAS-систем.
• Магнетизм: дискретные магнитные модули или интегральные магнитные разъемы RJ45.
• Влияние количества слоев: минималистичный; стандартная двухслойная трассировка дифференциальных пар.

Интеграция 10GbE

• 10 ГБАСЭ-Т: Распространены в сетевых хранилищах данных для малого и среднего бизнеса, а также для полупрофессиональных пользователей; используются PHY-модули от Marvell (AQrate), Broadcom, Intel; характеризуются значительным энергопотреблением и тепловыделением.
• 10GBASE-SR/LR: Интерфейс SFP+ в разъеме; распространен в корпоративных NAS-системах для оптоволоконного подключения.
• Вопросы компоновки: Технология 10GBASE-T PHY выделяет значительное количество тепла; необходимы теплоотводящие отверстия и теплораспределитель.
• Материал: Показатель 370HR приемлем для типичных расстояний маршрутизации 10GbE.

Интеграция 25GbE

• Форм-фактор SFP28: Подключение 25GBASE-SR или 25GBASE-CR (DAC).
• PHY ICs: интегрированы в сетевые карты (Mellanox/NVIDIA ConnectX-4 Lx, Intel E810, Broadcom).
• Сигнализация: 25.78 Гбит/с NRZ; FR408HR или I-Tera MT40 в зависимости от длины трассировки.
• Случай использования: Корпоративные NAS-серверы, где 10GbE уже недостаточно.

Интеграция 100GbE в корпоративные NAS-серверы.

• Форм-фактор QSFP28: Электрический интерфейс 4×25G для подключения к модулю.
• NIC-операторы: обычно через карту-носитель PCIe (Mellanox/NVIDIA ConnectX-5/6, Intel E810).
• OCP NIC 3.0: все чаще этот форм-фактор используется в масштабируемых сетевых архитектурах для гипермасштабируемых систем.
• Материал печатной платы: В зависимости от длины канала, это может быть I-Tera MT40 или Tachyon 100G.

Изготовление многопортовых сетевых адаптеров

• Двухпортовые сетевые карты 10/25 Гбит/с: стандартные носители PCIe Gen4.
• Двухпортовые сетевые карты 100GbE: Карты PCIe Gen4 ×16.
• Четырехпортовые сетевые карты 25 Гбит/с: Распространенная практика на корпоративных NAS-серверах, объединяющих клиентское и сетевое хранение данных.
• Ввод/вывод на передней панели: В некоторых сетевых хранилищах (NAS) сетевые порты выведены на переднюю панель корпуса; для этого требуются кабельные сборки и лицевые панели.

7. Серийное производство, снижение затрат и дисциплина в цепочке поставок для производителей NAS-оборудования.

Производители сетевых хранилищ (NAS) работают по иным схемам закупок, чем производители корпоративных серверов или систем хранения данных. В частности, потребительские товары подвержены сезонному спросу, циклам складских запасов в розничных каналах и агрессивным ожиданиям ежегодного снижения затрат.

планирование производства потребительских NAS-серверов

• Сезонные закономерности: В 4 квартале наблюдался значительный рост закупок у розничных продавцов; прогноз спроса на 3-6 месяцев вперед.
• Изменчивость прогнозов: Потребительский спрос прогнозировать сложнее, чем корпоративный; гибкость поставщиков имеет большое значение.
• Экономические аспекты размера земельного участка: Большие объемы партий приводят к снижению себестоимости единицы продукции; производители оборудования находят баланс между затратами на хранение запасов и себестоимостью единицы продукции.
• Ожидаемое ежегодное снижение затрат: Обычно наблюдается снижение затрат на 3-7% в годовом исчислении; ожидается активное участие поставщиков в инициативах по сокращению затрат.

Производственные модели SMB NAS

• Более стабильный спрос: Менее подвержены сезонным колебаниям, чем потребительский рынок; структура каналов сбыта определяет график производства.
• Средние объемы: 10 000–50 000 единиц в год на каждую модель в сегменте товаров для малого и среднего бизнеса.
• Стоимость буферного запаса: Производители NAS-устройств для малого и среднего бизнеса получают выгоду от программ создания буферных запасов на заводе по производству печатных плат, что позволяет управлять колебаниями спроса без необходимости полного пополнения складских запасов.

Производственные модели корпоративных NAS

• Спрос, обусловленный проектами: Крупные корпоративные сделки по установке и обслуживанию NAS-систем стимулируют проведение специальных кампаний по сборке таких систем.
• Долгосрочный прогнозный горизонт: Типичный прогнозируемый срок действия составляет 12-18 месяцев; позволяет резервировать мощности на основе прогнозов.
• Инвестиции более высокого качества: Экологическая квалификация, ускоренные испытания на долговечность, официальное принятие заказчиком — все это обосновывается удельной стоимостью единицы продукции.

Возможности снижения затрат при изготовлении печатных плат NAS.

• Сокращение количества слоев: Упрощенная трассировка за счет более эффективного планирования структуры слоев может сократить количество слоев на одну пару; стоимость печатной платы снижается на 15-20%.
• Замена материала: Переход с 370HR на IS410, если это позволяют тепловые требования, позволяет сэкономить 5-10%.
• Оптимизация качества поверхности: Использование OSP вместо ENIG позволяет сэкономить 10-15% средств там, где это совместимо с процессом сборки.
• Повышение эффективности использования панели: Изменения в конструкции, обеспечивающие более удобную компоновку массивов, повышают выход годных панелей.
• Консолидация инструментов: Совместное использование оснастки между членами семейства продуктов снижает амортизацию НИОКР на единицу продукции.

Долгосрочная поддержка НАС

Продукция NAS часто находится в производстве 3-5 лет и эксплуатируется гораздо дольше. Производство запасных частей обычно продолжается 5-7 лет после окончания производства. Мы обеспечиваем это документированными путями замены материалов, архивными записями об инструментах и ​​процессах, а также хранением всех проектных и качественных данных в течение 7+ лет. Для корпоративных программ NAS с формальными обязательствами по сроку службы доступны специализированные программы учета запасных частей.

8. Привлечение компании Highleap к вашей программе NAS-устройств

Для производителей и ODM-партнеров NAS-устройств, оценивающих партнеров по производству печатных плат, наша модель взаимодействия значительно различается в зависимости от уровня линейки NAS-продуктов:

Взаимодействие потребителей/потребителей с NAS

• Предложение, основанное на анализе затрат: агрессивное использование панелей, оптимизированная конструкция, экономичная отделка поверхности.
• Сроки изготовления прототипа: Срок изготовления материнских плат контроллеров для потребительских NAS-серверов (4-6 слоев) составляет 5-7 рабочих дней.
• Серийное производство: Плановые ежемесячные поставки с корректируемыми прогнозами.
• Сотрудничество с целью снижения затрат: ежегодные семинары по снижению затрат для выявления путей повышения эффективности производства.

Взаимодействие SMB NAS

• Баланс качества и затрат: Базовый материал 370HR; ​​стандарт приемки IPC класса 2.
• Сроки изготовления прототипа: Срок изготовления материнских плат для SMB NAS с 8-12 слоями составляет 7-10 рабочих дней.
• Поддержка буферных запасов: Программы создания буферных запасов готовой продукции представляют ценность для малых и средних предприятий-производителей оригинального оборудования (OEM) с переменным спросом.
• Семейство многоплатных систем: Материнская плата + объединительная плата + сетевой адаптер скоординированы в рамках единого управления изменениями.

Взаимодействие корпоративных сетей NAS

• Полный процесс квалификации AVL: Аудит объекта, пробное строительство, экологическая квалификация, приемка заказчиком.
• Приемка по стандарту IPC Class 3: стандарт для плат контроллеров корпоративных файловых серверов.
• Полная высококачественная документация: Сертификат соответствия, заводской сертификат, электрические испытания, импеданс, микросрез, оптический оптический контроль на каждую поставку.
• Долгосрочное поддержание работоспособности: Гарантия производства запасных частей на 7-10 лет с документированным управлением процессом вывода продукции из эксплуатации.
• Бронирование мест: Распределение производственных мощностей компании в соответствии со скользящим прогнозом для наращивания объемов производства.

Компания Highleap сертифицирована по стандартам ISO 9001 и IATF 16949. Мы производим печатные платы для NAS-серверов от 2-слойных (простые объединительные платы) до 20-слойных (корпоративные файловые системы с двумя контроллерами), с возможностью HDI-разработки для компактных NAS-контроллеров для продвинутых пользователей. контролируемый импеданс для высокоскоростных NVMe-накопителей и сетевых интерфейсов, а также для всего спектра устройств. Обработка поверхности печатной платы Варианты покрытия (ENIG, иммерсионное серебро, OSP, бессвинцовое HASL) подбираются в соответствии с требованиями к стоимости и надежности продукта.

Отправьте файлы Gerber, данные бурения, спецификацию объема работ, целевые объемы и график выполнения программы через нашу систему. онлайн-портал для получения расценок Мы гарантируем ответ в течение 24 часов, включая обратную связь по DFM, рекомендации по материалам и ценообразование. Для сложных программ NAS — поставки многоплатных семейств, NAS для холодного хранения от ODM-производителей гипермасштабируемых систем, сборки корпоративных файловых серверов с двумя контроллерами — наша команда разработчиков NAS-устройств может напрямую взаимодействовать с вами. Для разработки нестандартных плат NAS, выходящих за рамки стандартных форм-факторов устройств, см. наш раздел «Наши услуги». изготовление печатных плат на заказ Возможности включают разработку специализированных материнских плат для потребительских, малых и средних предприятий, а также корпоративных NAS-систем.