デジタル経済の急速な発展に伴い、データセンターのコンピューティング能力に対する需要は飛躍的に増大しており、従来の空冷サーバーの熱放散のボトルネックは、高密度コンピューティングのシナリオにおいてますます顕著になってきています。{0}{1}液体冷却技術は、より高い放熱効率とより低いエネルギー消費を実現するデータセンター冷却ソリューションの重要な開発方向となっています。水冷サーバーのコア アーキテクチャでは、高密度の相互接続ボードが重要です。-信号と電力の効率的な伝送タスクを実行するだけでなく、水冷システムと連携してサーバーの安定した動作とパフォーマンスの解放をサポートします。
1、高密度インターコネクトボード：水冷サーバーの「接続コア」
水冷サーバーの主な要求は、限られたスペースでより高い計算能力密度を達成することであり、そのため内部コンポーネントの統合と接続効率に厳しい要件が課せられます。水冷サーバーの高密度相互接続ボードは、CPU、GPU、メモリ、ストレージ モジュール、水冷冷却モジュールなど、サーバー内のさまざまなコア コンポーネント間の接続キャリアとして機能します。-その核となる価値は、最適化された配線設計とコンパクトな構造レイアウトによって従来の相互接続方法の空間的制限を打ち破り、「小容量、高帯域幅、低損失」という伝送目標を達成することにあります。
従来のサーバーの相互接続コンポーネントと比較して、水冷サーバー専用の高密度相互接続ボードは「密度」において特に顕著な利点があります。{0}一方で、複数の高性能プロセッサ間の信号相互作用を同時にサポートできる単一の相互接続ボードや、コンポーネントの分散による接続の冗長性を回避する複数の電源の正確な割り当てなど、単位面積あたりにより多くの信号インターフェースと電源チャネルを統合できます。一方、相互接続距離が短いため、信号伝送時の遅延と減衰を効果的に低減でき、サーバーの高速コンピューティングに安定した「信号保証」を提供します。-液冷システムでは、相互接続ボードはコールド プレートやパイプラインなどの冷却コンポーネントと空間的に互換性がある必要もあります。冷却水の循環経路を妨げないようにするとともに、局所的な熱蓄積によるトランスミッション性能への影響を避けるため、合理的なレイアウトにより放熱を助ける必要があります。
2、主な機能: 液冷シナリオに適応した「ハードコア機能」
水冷サーバーの動作環境は、従来の空冷サーバーとは大きく異なります。水冷サーバーは長時間冷却剤と密接に接触し、高いコンピューティング電力密度によって引き起こされる温度圧力に耐える必要があるためです。{0}}したがって、水冷サーバーの高密度相互接続ボードには、水冷シナリオに適した一連の重要な特性があります。-
第一に、優れた耐高温性と絶縁性能を持っています。液冷サーバーの動作中、特定の領域の温度が高温になる可能性があり、冷却剤の存在により、相互接続ボードの絶縁に対してより高い要件が課されます。水冷サーバー用の高密度相互接続ボードは通常、高性能基板と絶縁コーティングを使用します。これにより、高温環境でも安定した物理構造と電気的性能を維持でき、冷却剤を内部回路から効果的に隔離して、短絡などの安全上の問題を回避できます。
2つ目は、高い信頼性と耐振動性です。液冷システムにおけるウォーターポンプの動作やサーバーの日常メンテナンスにより、特定の振動が発生する可能性があり、コア接続コンポーネントとしての相互接続ボードは、接続の安定性という点でサーバーの全体的な動作に直接影響します。このタイプのインターコネクトボードは、最適化されたパッケージング技術と強化設計により、振動の影響に効果的に抵抗し、インターフェース接続の堅牢性を確保し、振動によって引き起こされる接触不良やその他の障害のリスクを軽減します。
さらに、効率的な放熱支援機能も重要な特徴の 1 つです。液冷システムは熱放散に大きな役割を果たしますが、高密度相互接続ボード自体も信号や電気を伝送する際にある程度の熱を発生します。-液冷サーバー用の一部の高密度相互接続ボードは、確保された熱放散チャネルや熱伝導率の高い材料などの特別な構造設計を使用して、自ら生成した熱を液冷システムに伝達し、サーバー全体の放熱効率をさらに向上させます。
3、アプリケーションシナリオ：複数の分野でのコンピューティングパワー需要のアップグレードをサポート
5G、人工知能、ビッグデータ、クラウドコンピューティングなどのテクノロジーの急速な発展に伴い、さまざまな業界でコンピューティングパワーに対する需要が増え続けています。水冷サーバーは、複数の高コンピューティング密度シナリオで広く使用されており、水冷サーバーのコア コンポーネントとして、水冷サーバーの高密度相互接続ボードもこれらのシナリオで重要な役割を果たします。-
人工知能のトレーニングと推論のシナリオでは、AI サーバーには通常、非常に高い計算能力密度と緊急の冷却要件を備えた複数の高性能 GPU が装備されています。{0}高密度相互接続ボードは、複数の GPU、CPU、メモリ間の高速信号相互接続を実現し、1 秒あたり数十億のコンピューティング タスクをサポートします。-同時に、液体冷却システムと連携して GPU が安定した温度環境で動作するようにし、高温によるコンピューティング能力の低下やハードウェアの損傷を回避します。
クラウド コンピューティング データセンターのシナリオでは、大規模なサーバー クラスタには効率的なリソース スケジューリングとデータ送信機能が必要です。{0}液冷サーバーは、エネルギー消費が低く、放熱効率が高いという利点があるため、クラウド コンピューティング データセンターにとって重要な選択肢となっています。高密度相互接続ボードは、サーバーの内部コンポーネントを外部ネットワークおよびストレージ デバイスに接続する役割を果たします。-高帯域幅と低遅延の伝送パフォーマンスにより、データセンターの全体的な運用効率が向上し、クラウド コンピューティング シナリオにおける大量のデータの高速処理と伝送のニーズに対応します。
天気予報、航空宇宙シミュレーション、バイオ医薬品などのハイ パフォーマンス コンピューティング シナリオでは、サーバーに強力な並列コンピューティング機能が必要であり、単一サーバーのコンピューティング能力密度は通常のシナリオのコンピューティング能力密度をはるかに上回ります。-高密度相互接続ボードは、HPC サーバーの複数のプロセッサ、アクセラレーション カード、その他のコンポーネントに効率的な相互接続サポートを提供し、液冷システムの放熱要件に適応しながらコンポーネント間の共同作業を確保し、高性能コンピューティング タスクの安定した動作を保証します。-
4、サンプリングに関する注意事項: 製品の性能と適応性を確保するための重要な手順
水冷サーバー用の高密度相互接続ボードのサンプリングは、設計から量産への中心的な移行段階であり、製品が水冷シナリオに適応し、パフォーマンス要件を満たせるかどうかに直接影響します。サンプリング プロセス中は、詳細の見落としによって引き起こされる潜在的な本番リスクやパフォーマンス不適合を回避するために、次の予防措置に細心の注意を払うことが重要です。-
(1) サンプリング前：要件と材料の選択を明確にする
サンプリングの前に、特に液体冷却シナリオの特殊な要件について、設計チームおよび下流のサーバー ベンダーと要件を完全に調整する必要があります。一方で、サンプリングされた製品がサーバーのコンピューティング電力伝送要件に適合することを保証するために、伝送帯域幅、信号減衰しきい値、配電精度などのインターコネクトボードの電気的性能指標を明確にする必要があります。一方で、不明確な要件によって引き起こされるサンプリングのずれを避けるために、動作温度範囲、冷却剤の適合性、耐振動レベルなど、液冷環境における環境適応要件の確認に重点を置く必要があります。
材料の選択はサンプリングを成功させるための基礎であり、液体冷却シナリオの特性に適応することを優先する必要があります。水冷サーバーの高温環境下でも安定した電気的性能を確保するには、基板は高温耐性と低誘電損失の材料から選択する必要があります。絶縁コーティングは、冷却液の浸入が回路短絡を引き起こすのを防ぐために、冷却液の腐食に耐性があり、高い絶縁強度を備えたタイプである必要があります。補助的な放熱が必要な領域では、熱伝導効率を向上させるために、熱伝導率の高い金属基板または熱伝導性接着剤を使用できます。同時に、有害物質の放出によるサーバーの内部環境への影響を避けるために、材料は業界の環境基準に準拠する必要があります。
(2) サンプリングプロセス: プロセスと寸法精度の厳密な管理
プロセス制御は相互接続ボードのパフォーマンスの安定性を直接決定するため、高密度配線、穴あけ、はんだ付けプロセスには特別な注意を払う必要があります。{0}高密度配線を使用する場合、線幅と間隔は設計要件に厳密に従う必要があり、細い線幅や狭い線間隔によって引き起こされる信号クロストークによる電流容量の不足を避ける必要があります。穴あけプロセス中、特に液冷コンポーネントに接続される位置決め穴については、穴の位置のずれによって相互接続ボードがコールド プレートやパイプラインに正確に組み立てられなくなるのを防ぐために、開口公差と穴の位置精度を厳密に管理する必要があります。溶接プロセスには鉛フリー溶接技術が必要であり、高温による基板や部品の損傷を避けるために、部品の種類に応じて溶接温度と時間を調整する必要があります。-同時に、はんだ接合が完全で仮想的なはんだがないことを確認し、接続の信頼性を向上させます。
寸法精度はインターコネクトボードを液冷サーバーのスペースに適合させる鍵であり、全体の寸法と局所的な構造公差を厳密に管理する必要があります。水冷サーバーの内部空間はコンパクトであるため、サイズ不適合による取り付け不良や緩みを避けるために、中継基板のサイズを設置スペースに合わせて確保する必要があります。 CPUスロットやメモリインターフェースなど、他のコンポーネントと接続するインターフェース部品については、隙間問題による接触不良や取り付け困難を防ぐため、インターフェースサイズや部品の嵌合隙間が規格を満たしていることを確認する必要があります。さらに、熱放散効果に影響を与える可能性がある反りによる液冷コンポーネントとの不適切な接合を避けるために、相互接続基板の平坦度をチェックする必要があります。
(3) サンプリング後：包括的なテストとシナリオの検証
サンプルが完成したら、製品が要件を満たしていることを確認するために、包括的なパフォーマンス テストとシナリオの検証が必要です。電気的性能テストでは、信号の完全性、電力の完全性、および絶縁性能をカバーする必要があります。信号の完全性テストでは、ネットワーク アナライザを通じて伝送損失と反射損失を測定し、信号の減衰が設計帯域幅内の要件を満たしていることを確認できます。電力完全性テストでは、安定した配電を確保するために電圧リップルとノイズを測定する必要があります。絶縁性能試験は、絶縁不良を防止するために、検電器で定格電圧を印加し、絶縁抵抗と耐電圧の値を試験する必要があります。
環境適応性テストでは、高温老化テスト、冷却剤浸漬テスト、振動テストなど、水冷サーバーの実際の動作シナリオをシミュレートする必要があります。{0}高温エージング試験では、高温高湿環境で相互接続基板を継続的に試験し、その電気的性能の変化を観察し、高温高湿に耐える能力を検証できます。冷却液浸漬試験では、サーバーに一般的に使用される冷却液にインターコネクトボードを浸漬し、継続的な試験を行った後、外観と絶縁性能をチェックして、腐食や浸透がないことを確認する必要があります。振動試験は、サーバーの振動レベル基準に従って実施してください。試験後は、はんだ接合部や界面に緩みがないかを確認し、耐振動性を確認します。
また、サンプリングしたインターコネクトボードと水冷部品やサーバーコア部品を実際に組み立てて、組み立てがスムーズか、インターフェースの接触が良好かなどを確認し、組み立て適合性検証を行う必要があります。同時に、組み立てた状態での放熱効果をテストする必要があります。ホットスポット温度が設計のしきい値を超えていないことを確認するために、インターコネクト ボードの温度分布を赤外線サーマル イメージャーで測定する必要があります。すべてのテストと検証に合格したプロトタイプ製品のみが、その後の量産段階に入ることができます。
液冷サーバーによる高密度、高効率、低エネルギー消費へのデータセンターの変革を推進する過程において、液冷サーバーの高密度相互接続ボードは中核的な接続コンポーネントとして機能し、そのパフォーマンスと品質は液冷サーバーの運用効率と信頼性に直接影響します。{0}{1}科学的かつ厳密なサンプリング プロセスは、高密度相互接続ボードが液冷シナリオに適しており、性能要件を満たしていることを確認する鍵となります。-