Виробництво друкованих плат GPU-сервера

Чому варто обрати Highleap Electronics для виробництва серверних друкованих плат

Компанія Highleap Electronics спеціалізується на виробництві друкованих плат для серверів з графічними процесорами та обладнання штучного інтелекту. Ми є фабрикою друкованих плат з повним спектром послуг, яка займається всім: від прототипів до масового виробництва, з особливим досвідом у виробництві складних плат, необхідних для центрів обробки даних. Наше підприємство виробляє материнські плати, плату розширення, плати живлення та різні системи з'єднань, необхідні для функціонування серверів з графічними процесорами. Незалежно від того, чи потрібне вам виробництво стандартних друкованих плат для серверів , чи спеціалізоване виробництво друкованих плат для графічних процесорів , ми маємо всі можливості для цього.

• Можливості високошвидкісного виробництва друкованих платМи виробляємо плати, що підтримують швидкості PCIe Gen5 (32 ГТ/с) та Gen6 (64 ГТ/с) з контролем імпедансу в межах ±7%. Наші виробничі лінії обробляють все: від 4-шарових плат до складних 28-шарових конструкцій, використовуючи автоматизовану оптичну перевірку на кількох етапах для виявлення дефектів на ранніх етапах процесу. Цей досвід поширюється на... Друкована плата периферійних обчислень програми, де затримка та надійність є критично важливими.
• Виробництво складних багатошарових платМатеринські плати серверів з графічним процесором зазвичай потребують 16-24 шарів для маршрутизації всіх необхідних сигналів. Ми використовуємо HDI PCB технологія з мікровідверстиями діаметром до 75 мкм та підтримка суміщення шарів шару в межах ±50 мкм. Така точність є важливою під час трасування сотень диференціальних пар, які повинні підтримувати узгоджену довжину.
• SMT-складання для щільних компонентівНаші машини для встановлення та розміщення досягають точності ±30 мкм для компонентів з дрібним кроком, обробляючи все: від компонентів мікросхем 01005 до масивних корпусів BGA з понад 3,000 кульками. Ми використовуємо азотні печі оплавлення, щоб забезпечити належне формування паяних з'єднань, що особливо важливо для великих BGA, що використовуються в збірка друкованої плати материнської плати сервера.
• Обсяг виробничої потужностіМи масштабуємо виробництво від прототипів з 5-10 плат до обсягів виробництва, що перевищують 10,000 100 одиниць на місяць. Наші партнерські відносини з ланцюжком поставок забезпечують доступність компонентів навіть під час дефіциту, а також підтримуємо стандарти якості, які дозволяють утримувати рівень браку нижче XNUMX DPPM навіть за великих обсягів.

Таке поєднання можливостей робить нас надійним партнером для компаній, що розробляють серверне обладнання наступного покоління. Ми пропонуємо виробництво та складання друкованих плат серверів на основі графічних процесорів, пропонуючи високошвидкісні та надійні рішення для застосувань штучного інтелекту та центрів обробки даних.

Основні вимоги до проектування материнських плат серверів з графічним процесором

Друковані плати серверів з графічними процесорами є одними з найскладніших, що виробляються сьогодні. Типова плата повинна підтримувати 4-8 графічних процесорів, кожен з яких потребує 16 ліній PCIe, а також живлення, здатне витримувати 300-700 Вт на карту. Ці вимоги впливають на конструктивні рішення, які впливають на кожен аспект виробничого процесу, особливо на спеціалізовані материнські плати зі штучним інтелектом.

• Вимоги до кількості шарів та їхнього укладанняБільшість серверних плат на графічних процесорах використовують 16-24 шари, хоча деякі конструкції використовують 28 шарів або більше. Стек повинен балансувати високошвидкісні сигнальні шари (зазвичай на зовнішніх шарах), площини живлення (з використанням міді щільністю 2-4 унції) та опорні лінії заземлення. Кожне з'єднання графічного процесора може вимагати 4-6 шарів трасування для підтримки належної цілісності сигналу. Наш Рекомендації HDI PCB для материнських плат серверів надати детальні специфікації для цих складних конструкцій.
• Проблеми маршрутизації високої щільностіМаршрутизація стає експоненціально складнішою з кожним додатковим графічним процесором. Одному графічному процесору потрібно приблизно 100 диференціальних пар для PCIe, керування живленням та допоміжних сигналів. Підтримка узгодженої довжини трас у межах 5 міл, уникаючи перехресних перешкод, вимагає ретельного планування та часто кількох ітерацій маршрутизації.
• Вимоги до точності для BGA та роз'ємівСерверні компоненти використовують великі BGA, які вимагають точного розміщення та ідеальної площинності. Слоти для графічних процесорів повинні витримувати карти вагою до 3 кг, зберігаючи електричний контакт протягом тисяч циклів вставки. Роз'єми живлення повинні витримувати потужність до 600 Вт, залишаючись у межах температурних норм.

Матеріали та управління високошвидкісними сигналами

Швидкості PCIe Gen5 та Gen6 вимагають ретельного вибору матеріалів по всьому сигнальному шляху. Стандартні матеріали FR-4 просто не можуть підтримувати цілісність сигналу на цих частотах, що робить вибір матеріалу ламінату друкованої плати одним із найважливіших рішень у процесі проектування.

• Вибір правильних матеріалів для друкованих платДля високошвидкісних шарів потрібні матеріали з низькими втратами, такі як Megtron 6, Megtron 7 або спеціальний ламінат з низькими втратами. Ці матеріали підтримують діелектричну константу близько 3.3-3.5 та тангенс кута втрат нижче 0.002 на частоті 10 ГГц. Вартість матеріалів може сягати 500-1000 доларів США на панель для преміальних підкладок, тому ми часто використовуємо гібридні стеки з високошвидкісними матеріалами лише там, де це необхідно.
• Керування цілісністю сигналу зі швидкістю понад 32 GT/сНа швидкостях PCIe Gen5 та Gen6 кожне перехідне з'єднання, кожен міліметр доріжки та кожен роз'єм впливають на якість сигналу. Ми використовуємо зворотне свердління для видалення заглушок перехідних отворів, забезпечуємо належний інтервал між ними для мінімізації перехресних перешкод та забезпечуємо контроль імпедансу під час переходів. Попереднє моделювання допомагає виявити проблемні області перед встановленням обладнання.
• Методи тестування та валідаціїМи перевіряємо високошвидкісну продуктивність за допомогою рефлектометрії в часовій області (TDR) для перевірки імпедансу та векторних аналізаторів мережі для вимірювання S-параметрів до 67 ГГц. Тестування на очковій діаграмі підтверджує, що сигнали зберігають достатній запас міцності після врахування виробничих варіацій.

Рішення для енергопостачання та управління температурою

Сучасні графічні процесори споживають величезну кількість енергії – один графічний процесор H100 може споживати 700 Вт, а сервери з 8 графічними процесорами повинні видавати понад 5 кВт лише на ці процесори. Ця потужність повинна постачатися ефективно, одночасно керуючи теплом, що утворюється як під час перетворення енергії, так і на самих графічних процесорах. Ці проблеми особливо гострі у високопродуктивних обчисленнях, пов'язаних з виробництвом друкованих плат.

• Конструкція з важеля міді для високого струмуСилові площини використовують мідні дроти товщиною 4-10 унцій для обробки струмів понад 100 А на графічний процесор. Ми реалізуємо паралельні шляхи струму та використовуємо великі масиви перехідних отворів (часто понад 200) для переходів між шарами. Аналіз щільності струму гарантує, що жодна з ділянок не перевищує 30 А на квадратний дюйм, запобігаючи надмірному нагріванню.
• Інтегровані теплові рішенняМи виготовляємо радіатори, холодні пластини та випарні камери на замовлення, розроблені спеціально для кожної конфігурації сервера. Термоперехідні отвори під потужними компонентами використовують отвори діаметром 0.3 мм, заповнені теплопровідною епоксидною смолою. Для екстремальних випадків ми вбудовуємо мідні монети безпосередньо в друковану плату, щоб досягти теплового опору нижче 1°C/Вт.
• Робота з системами охолодженняСучасні сервери використовують різні методи охолодження – традиційне повітряне охолодження, пряме рідинне охолодження або повне занурення в охолодження. Конструкції друкованих плат повинні враховувати точки кріплення для холодних пластин, зазори для теплових трубок, а в деяких випадках спеціальні покриття для сумісності з зануренням в охолодження.

Ефективне проектування живлення та охолодження має вирішальне значення для забезпечення надійної роботи високопродуктивних обчислювальних систем, особливо в середовищах центрів обробки даних. Завдяки інтеграції передових рішень для живлення та методів управління температурою ми запобігаємо перегріву, мінімізуємо втрати енергії та забезпечуємо довговічність критично важливих компонентів, тим самим підтримуючи оптимальну продуктивність системи навіть за найінтенсивніших навантажень.

Від прототипу до масового виробництва у виробництві друкованих плат серверів на графічних процесорах

Перехід від початкових прототипів до повномасштабного виробництва друкованих плат серверів на базі графічних процесорів вимагає ретельного планування та точності. Багато конструкцій, які працюють на стадії прототипування, можуть зіткнутися з труднощами при масштабуванні для масового виробництва. Саме тому наявність виробничого досвіду є критично важливою для забезпечення стабільності та якості на кожному етапі.

• Огляд проектування для виробництва (DFM)Перед початком виробництва ми проводимо перевірки DFM, щоб виявити потенційні проблеми, такі як неадекватні кільцеві кільця або неправильне розміщення проводів. Раннє виявлення допомагає уникнути дорогих переробок і гарантує готовність конструкції до виробництва для друкованих плат серверів на базі графічних процесорів.
• Процес перевірки прототипуНаші прототипи проходять ретельне тестування, включаючи перетин перехідних отворів, рентгенівський контроль паяних з'єднань BGA та перевірку імпедансу критичних доріжок. Зазвичай ми створюємо кілька прототипів, щоб гарантувати, що процес проектування та виробництва відповідає високим стандартам продуктивності, необхідним для друкованих плат серверів на базі графічних процесорів.
• Масштабування до обсягів виробництваНаші виробничі процеси забезпечують стабільність виробництва незалежно від того, чи виробляється 10 чи 10,000 XNUMX одиниць. Використовуючи статистичний контроль процесів, автоматизовані оптичні перевірки та випробування на основі зразків, ми підтримуємо якість та надійність у всіх виробничих серіях друкованих плат серверів на базі графічних процесорів.

Наш підхід забезпечує безперешкодний перехід від прототипу до масового виробництва, забезпечуючи високоякісні та надійні друковані плати серверів GPU для вашого серверного обладнання наступного покоління.