【嗶哥嗶特導(dǎo)讀】人工智能市場的火爆正推動高速互連技術(shù)不斷革新,一文細看224G技術(shù)下連接器大廠產(chǎn)品研發(fā)風向。
人工智能的蓬勃發(fā)展,宛如一場數(shù)據(jù)風暴席卷而來,對數(shù)據(jù)傳輸?shù)摹案咚俟贰薄?24G技術(shù)需求迫切。
AI領(lǐng)域持續(xù)爆發(fā)圖/包圖網(wǎng)
AI大模型訓(xùn)練中,模型達到一定規(guī)模會出現(xiàn)“涌現(xiàn)”現(xiàn)象,促使性能突變、指數(shù)級增長,催生眾多AI大模型,而這背后依賴大集群算力基礎(chǔ)。
AI模型訓(xùn)練涉及海量的圖像、語音、文本等數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)量級與速率不斷攀升,朝著800G、1.6T邁進,速率加速沖向224G。這一趨勢表明,傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)已難以滿足 AI 發(fā)展的需求,高速互連技術(shù)的革新迫在眉睫。
01 | 智算場景下,224G技術(shù)應(yīng)運而生
隨著人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算等技術(shù)的飛速發(fā)展,數(shù)據(jù)中心需要處理和傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量呈爆炸式增長。
據(jù)行業(yè)研究數(shù)據(jù)顯示,近年來,全球數(shù)據(jù)中心每年處理的數(shù)據(jù)量以超過 30% 的復(fù)合增長率不斷攀升。
以大型互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心為例,內(nèi)部機器對機器通信的增加,導(dǎo)致70%的互聯(lián)網(wǎng)流量幾乎都發(fā)生在數(shù)據(jù)中心內(nèi)部。這種流量的高度集中意味著數(shù)據(jù)中心內(nèi)部的數(shù)據(jù)傳輸壓力巨大,傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸速率和技術(shù)架構(gòu)已難以應(yīng)對如此龐大的數(shù)據(jù)交互需求。
與此同時,半導(dǎo)體工藝的持續(xù)進步使得芯片的集成度和性能達到了前所未有的高度。隨著芯片性能的提升,處理器、內(nèi)存、存儲等硬件設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交互需求也變得越來越大。這些硬件設(shè)備之間需要高速、穩(wěn)定的數(shù)據(jù)通道來實現(xiàn)協(xié)同工作,否則,即使芯片本身性能強大,也無法充分發(fā)揮其作用。
在此情況下,224G技術(shù)應(yīng)運而生。
224G技術(shù),即基于先進調(diào)制技術(shù)(如PAM4-脈沖幅度調(diào)制4電平)的高速數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)。224G技術(shù)不僅能夠支持新型數(shù)據(jù)中心海量數(shù)據(jù)的高效處理和快速傳輸,還能更好地滿足芯片間、設(shè)備間高速互連的需求,為構(gòu)建更強大、更高效的計算系統(tǒng)提供了支持。
而AI硬件不斷升級下,224G技術(shù)新架構(gòu)亟待適配,需要連接器、線纜等硬件設(shè)備來確保信號的準確、穩(wěn)定、高頻傳輸。
02 | 224G技術(shù)下的高速互連需求
在當今數(shù)字化浪潮的席卷之下,智算場景已然成為科技創(chuàng)新的前沿陣地,人工智能技術(shù)的持續(xù)進階正深刻重塑著高速互連領(lǐng)域的格局。
正如中興通訊的信號完整性資深專家杜正中在第四屆高速互連技術(shù)大會上談到,智算場景下持續(xù)發(fā)展的人工智能技術(shù),對高速連接器的需求日益增長,特別是在224G以及448G的行業(yè)中,市場對關(guān)鍵技術(shù)的需求顯著。
當前,大模型AI訓(xùn)練集群NPU算力規(guī)模已達上萬卡甚至10萬卡,算力成為人工智能發(fā)展的關(guān)鍵要素,行業(yè)正加速向100萬卡規(guī)模部署。
而隨著模型參數(shù)增長,高速互聯(lián)架構(gòu)改變使得單機位互聯(lián)密度提升,GPU單芯片功耗就接近1千瓦,傳統(tǒng)風冷難以滿足需求,散熱方式向液冷轉(zhuǎn)變。
芯片級互聯(lián)的變化涉及到信號格式、協(xié)議以及封裝面積的增加,這些都對封裝的先進性和可靠性有影響;在板級互聯(lián)方面,隨著速率的提高,對PCB板材和連接器的性能要求也在增加。
面對224GbpsPAM4架構(gòu)拋出的棘手難題,全球業(yè)界大廠紛紛亮劍,積極布局搶占先機。諸如泰科、安費諾、砷泰等國際一線連接器大廠接連推出先進的光模塊、224G高速線纜等高速互連產(chǎn)品組合解決方案。
Samtec224Gbps電纜解決方案圖/砷泰官方
而在國內(nèi)高通量以太網(wǎng)的不斷發(fā)展下,本土連接器頭部企業(yè)立訊精密、四川華豐、金信諾等與國外廠商開啟新一輪的224G高速互連市場份額爭奪戰(zhàn)。
立訊精密作為國內(nèi)連接器行業(yè)毫無爭議的龍頭企業(yè),其112G產(chǎn)品已在市場上實現(xiàn)了規(guī)模化量產(chǎn),224G高速互連產(chǎn)品組合也正在進行一定范圍的使用,并開始著手研發(fā)448G高速互連解決方案。
金信諾同樣在在服務(wù)器和交換機領(lǐng)域表現(xiàn)不俗,并攻堅1.6T224Gb/s產(chǎn)品研發(fā)。此外,前段時間金信諾還擬募集資金2.23億元用于高速率線纜、連接器及組件生產(chǎn)項目,不斷加碼數(shù)據(jù)中心高速互連產(chǎn)品布局。
03 | 產(chǎn)品解讀,光模塊與高速銅纜前景廣闊
l 莫仕224Gbps-PAM4解決方案
莫仕224Gbps-PAM4解決方案是行業(yè)首個芯片到芯片的同類產(chǎn)品組合,224G解決方案涵蓋下一代電纜、背板、板對板連接器及近ASIC連接器到電纜解決方案。
架構(gòu)中的莫仕224G產(chǎn)品組合圖/莫仕官網(wǎng)
莫仕高速連接器信號完整性專家鄧倩向《國際線纜與連接》介紹道,莫仕224G解決方案的設(shè)計特點在于cable應(yīng)用比例加大,電纜背板連接系統(tǒng)優(yōu)于傳統(tǒng)PCB背板,單板飛線替代PCB可優(yōu)化信號傳輸。
MirrorMezz?Enhanced扣板連接器:支持224Gbps-PAM4信號速率,滿足連接高度與PCB空間約束,降低應(yīng)用成本。
▲MirrorMezzEnhanced扣板連接器
Inception?背板連接器:首款電纜應(yīng)用優(yōu)先的背板連接方案,采用公母同體接口設(shè)計,使用SMT技術(shù),降低PCB技術(shù)需求。
▲Inception?背板連接器
CX2DualSpeed高速線對板連接器:提供強大可靠互連性能,具備多種優(yōu)良特性,高性能電纜和創(chuàng)新屏蔽結(jié)構(gòu)隔離信號。
▲CX2DualSpeed高速線對板連接器
OSFP1600解決方案:改進了屏蔽設(shè)計提高信號完整性與機械強度,滿足高速通道信號傳輸與帶寬匯聚需求。
▲OSFP1600解決方案
QSFP800和QSFP-DD1600解決方案:涵蓋多種產(chǎn)品,確保機械穩(wěn)健性等多方面性能,滿足不同帶寬需求。
▲QSFP800和QSFP-DD1600解決方案
l 泰科AdrenaLINE224G端到端產(chǎn)品組合
AdrenaLINE224G連接器產(chǎn)品組合包括近芯片連接器、有線背板、有線I/O連接器和電纜,通過設(shè)計準芯片級和封裝電纜解決方案,泰科224G產(chǎn)品能夠在降低插入損耗的同時,實現(xiàn)更長的傳輸距離高速互連,并且優(yōu)化阻抗,改善了回波損耗并減少了串擾。
TEAdrenaLINE224G產(chǎn)品組合圖/泰科官網(wǎng)
AdrenaLINEFastlane功能:連接雙絞線銅纜與近芯片連接器,具有標準外形尺寸,如OSFP和QSFP-DD集成連接器和殼體。
AdrenaLINE彈弓功能:實現(xiàn)224G信號完整性,具備特定數(shù)據(jù)速率、阻抗,針對電纜背板架構(gòu)優(yōu)化。
AdrenaLINECatapult功能:近芯片連接器采用ULGA插座技術(shù),實現(xiàn)出色信號完整性,多種差分對配置。
AdrenaLINE微型LGA插槽特性:在高速數(shù)據(jù)速率下有著出色的SI性能,支持輕松組裝拆卸,引腳受保護,多種密度產(chǎn)品滿足需求。
l 立訊技術(shù)KOOLIO CPC 224G及IntrepidTM解決方案
KOOLIOCPC224G:能夠在基板上實現(xiàn)實時流量的高效傳輸與監(jiān)控。其中,KOOLIO224G專為102.4TASIC設(shè)計,擁有110x110mm的小巧外形尺寸以及30AWG的布線能力,在信號傳輸過程中保證了信號完整性,推動了高速銅互聯(lián)技術(shù)在高性能計算、數(shù)據(jù)中心等領(lǐng)域的應(yīng)用。
而在機械性能方面,立訊KOOLIO224G優(yōu)化了系統(tǒng)布線及各種應(yīng)用潛力,無需對插座或連接器進行額外的回流焊,簡化了采用并加快了實施速度,實現(xiàn)高速互連。
IntrepidTM背板連接器系統(tǒng)具備高帶寬、低損耗、低串擾等卓越性能,能夠完美適配112G和224G的高速傳輸需求。值得注意的是,IntrepidTM采用自主的結(jié)構(gòu)方案設(shè)計,在數(shù)據(jù)傳輸?shù)确矫娴男阅苌嫌兄^強穩(wěn)定性。
小結(jié)
總之,計算已成為高速部門的主要驅(qū)動力,對光模塊以及物理層的互聯(lián)需求不斷增加,以ChatGPT引爆行業(yè)為轉(zhuǎn)折點,AI促使光模塊需求持續(xù)上揚。
而當前以太網(wǎng)速率也正朝著800G、1.6T不斷升級,Serder速率從56G向112G乃至224G的持續(xù)演進,銅纜傳輸速率也有望邁向224Gbps,銅纜線纜、連接器等相關(guān)產(chǎn)業(yè)無疑將成為最大的受益者。
展望未來,高速互連技術(shù)將繼續(xù)在超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心、邊緣計算等新興場景中發(fā)揮關(guān)鍵作用,但同時也面臨如信號干擾、散熱管理等挑戰(zhàn)。為了應(yīng)對這些挑戰(zhàn),需要行業(yè)加強技術(shù)研發(fā)、創(chuàng)新材料工藝以及企業(yè)間加強合作推動行業(yè)標準完善,以保障其健康、可持續(xù)發(fā)展。
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