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全面了解高速銅纜內部線和外部線

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分應用場景來看;銅互聯應用場景主要有:

芯片直出跳線overpass:高速跳線 overpass 可解決數據量激增及帶寬更高時面臨的傳輸問題,可實現AISC與背板、ASIC 與 IO 接口及芯片之間的互連,芯片跳線主要包括 C2B(芯片對背板)線、C2C(芯片對芯片)線、C2F(芯片對前面板)線。其使用有兩種場景,一是在服務器、網絡設備 SERDES 速率達到112G以上時PCB傳輸距離和性能不滿足要求;二是某些結構緊湊的服務器、網絡設備設計時用于節省PCB 面積,充分利用空間。

服務器內部線:服務器內部線主要包括 MCIO 線、PCIE 線及SAS 線等等;主要用于服務器內部的各種連接,包括芯片直出跳線(overpass)、服務器內部線(如MCIO線、PCIE線及SAS線)等。這些內部線負責芯片與芯片、芯片與背板、背板與背板之間的數據傳輸?.

機柜外部線:機柜內高速背板互連指背板和單板之間通過裸線進行互連,機柜外部通過高速銅纜ACC連接到服務器SFP/QSFP等IO端口,再通過服務器內部跳線進行數據傳輸,或實現機柜與機柜之間的互聯。在GB200機柜里,背板線模組 cartridge、NVSwitch overpass&densilink、PCIE、ACC即分別對應的是高速銅纜背板互聯、芯片飛線、服務器內部線、外部 IO 線場景..


常用高速接口的科普

SFF-8087 Mini SAS 36Pin/68Pin Cable-6Gbps(SAS3.0)

SFF-8087 Mini-SAS連接器專為實現Mini SAS內部互連解決方案而設計。

SFF-8087是一款36針“ Mini SAS ”連接器,采用兼容內部連接的塑料鎖定接口。典型應用是SAS HBA與SAS驅動器子系統之間的SAS鏈路。

SFF-8087符合最新的6Gbps / s Mini-SAS 2.0規范,支持6Gbps/ s數據傳輸協議

SFF-8087的Mini-SAS外部對應產品是SFF-8088,它也兼容Mini-SAS 2.0,并且還支持6Gbps / s SAS數據傳輸速度。

SFF-8087和SFF-8088均可支持最多4端口(4通道)的SAS數據。

?SFF-8087接口主要用于服務器和存儲設備之間的高速數據傳輸?。它是一種SAS(Serial Attached SCSI)擴展接口,起源于2004年,旨在提高數據傳輸的效率和可靠性?1。SFF-8087接口支持最高3 Gb/s的數據速率,采用8位并行數據傳輸機制,可以通過菊花鏈和點對點的連接方式,有效地擴展存儲設備的配置靈活性?


SFF-8643:Internal Mini SAS HD 4i/8i-12Gbps(SAS3.0)

SFF-8643是最新的HD MiniSAS連接器設計,用于實現HD SAS內部互連解決方案。

SFF-8643是一款36針“高密度SAS”連接器,采用通常用于內部連接的塑料體。典型應用是SAS HBA與SAS驅動器之間的INTERNAL SAS鏈路。

SFF-8643符合最新的SAS 3.0規范,并支持12Gbps / s數據傳輸協議

SFF-8643的HD MiniSAS外部對應產品是SFF-8644,它也兼容SAS 3.0,并且還支持12Gbps / s SAS數據傳輸速度

SFF-8643和SFF-8644都可以支持最多4端口(4通道)的SAS數據。

HD Mini SAS SFF-8643轉SFF-8643服務器內置連接線是一種高性能、高可靠性的數據傳輸線,廣泛應用于服務器內部存儲系統的連接。


Slim SAS SFF-8654-24Gbps (SAS4.0)

Slim SAS SFF-8654-24Gbps服務器線是一種高性能的數據傳輸線,專為服務器、數據存儲、工作站、數據中心等設備設計,以滿足快速、高效的數據傳輸需求。

支持高達24Gbps的數據傳輸速率,能夠滿足現代數據中心和服務器對高速數據傳輸的需求。采用Slim SAS 8654接口,支持PCIe 4.0協議,確保數據傳輸的高效性和穩定性,能夠在各種環境下穩定運行,適應云計算、數據中心等復雜場景的需求。

數據中心和云計算:廣泛應用于大型數據中心和云計算環境中,支持服務器之間的快速數據傳輸,提高數據處理效率和整體性能。

高性能計算:適用于高性能計算(HPC)集群,支持多個計算節點之間的數據交換和同步,加速計算任務的完成。

磁盤陣列和存儲系統:連接磁盤陣列和存儲系統,實現高速、穩定的數據讀寫操作,提升存儲系統的整體性能。

交換機和路由器:在交換機和路由器等設備中作為高速互連解決方案,優化網絡拓撲結構,提高數據傳輸效率。

工業制造和自動化:在工業自動化、機器人控制等領域中,作為數據傳輸的橋梁,支持設備之間的實時數據交換和指令傳輸。


SFF-TA-1016 MCI0 4X/ 8X/16x/24X Cable-56Gbps(SAS5.0)

Mini Cool Edge IO(MCIO)其全稱多通道輸入/輸出,是一種將多個物理通道合并為一個高速數據流的接口技術。根據應用需求,MCIO接口分為多種類型,其中MCIO 4I和MCIO 8I是最常見的兩種。MCIO 4I將四個物理通道合并為一個高速數據流,實現了數據的并行傳輸,有效提升了數據傳輸的效率和實時性。它支持多種數據傳輸協議,如PCIe、CXL等,可以滿足不同設備和應用的需求。MCIO 4I在服務器、數據中心等設施中得到了廣泛應用,為高性能計算和數據中心的穩定運行提供了強有力的支持。相對于MCIO 4I,MCIO 8I將八個物理通道合并為一個高速數據流,進一步提高了數據的傳輸速率和吞吐量。它具有更高的帶寬和更低的延遲,可以滿足更為苛刻的數據傳輸需求。MCIO 8I主要應用于需要更高數據傳輸速率和更大吞吐量的應用場景,MCIO是一款小型化內部接口連接線,主要適用于服務器主板到背板連接,具有高速率,低延時,低損耗的特點,滿足單通道56Gbps傳輸要求。


更多接口介紹:

裸線介紹

目前的差分對主要就是傳輸數據信號;由于我們在使用時周圍卻可能出現各種雜亂的干擾信息,假如這些干擾信號進入數據線的內層導體,疊加到本來傳輸的信號上,是不是有可能干擾或改變原來傳輸的信號,從而造成有用信號損耗或出現問題?而這包帶的鋁箔層則對我們要傳輸的信息起著防護和屏蔽的作用,一般采用背膠鋁箔+背膠麥拉的結構來保證鋁箔的屏蔽效果,當然并不是所有的數據線都有兩層屏蔽,有些有多個屏蔽層,有的只有一層。屏蔽是對兩個空間區域之間進行金屬的隔離,以控制電場、磁場和電磁波由一個區域對另一個區域的感應和輻射。具體講,就是用屏蔽體將導體線芯包圍起來,防止他們受到外界電磁場/干擾信號的影響,同時也能阻止線內的干擾電磁場/信號向外擴散。高頻數據線的屏蔽層主要由銅、鋁等非磁性材料制成,一般為銅箔鋁箔等,它們的厚度很薄,遠小于使用頻率上金屬材料的集膚深度。需要說明的一點是它的一端必須與電路的信號地連接,因為屏蔽層的效果主要不是由于金屬體本身對電場、磁場的反射、吸收而產生的,而是由于屏蔽層的接地產生的,接地的形式不同將直接影響屏蔽效果,如何保證屏蔽的穩定性就是線纜廠商需要特別關注的重點.

高速線纜裸線常用規格有24AWG~34AWG;

高速線纜裸線結構分為3種:3種線纜結構在同樣頻率下對比優缺點如下:

1.雙地線

優點:焊接可靠穩定,雙地線和裸線的鋁箔屏蔽接觸良好同時和PCB板地接觸可靠,容易加工;

缺點:寬度空間稍微比較大,成本高;

2.單無地線

優點:焊接可靠穩定,雙地線和裸線的鋁箔屏蔽接觸良好同時和PCB板地接觸可靠,寬度空間小;

缺點:由于線纜組件加工需要將中間地線折彎到邊上,導致不容易加工;

3.無地線

優點:寬度空間小,對裸線制程和線纜組件制程容易加工,成本低;

缺點:可靠性不穩定,熱脹冷縮,導致裸線屏蔽層和接地片容易出現接觸不穩定;

3種線的結構根據不同產品需求來選擇,比較主流的是雙地線和無地線裸線結構;

備注:芯線材質鍍銀銅;地線材質鍍錫銅;


高速線常見的包帶工序工藝介紹


下一代SAS6.0系列產品


絕緣芯線是線纜生產的基礎,芯線質量的好壞對后續工序有至關重要的影響。芯線采用生產制造過程中,要求生產設備具有在線監控及控制功能,確保芯線均一、穩定,控制的工藝參數,包括芯線的直徑、水中電容、同心度等。平行對繞包是芯線后的工序,其通過繞包機就是將2根絕緣芯線及地線集合在一起,同時在外面包上一層鋁箔拉和一層自粘聚酯帶,用于屏蔽線對及穩定繞包芯線結構。此過程對線材性能有著重要影響,包括阻抗、延時差、衰減等,因此必須嚴格按工藝要求生產,并對電性能進行測試,以確保繞包芯線是符合要求的,在繞包這個產品的生產工序中,需要了解兩個關鍵名詞,1,繞包,2,熱熔。繞包鋁箔的厚度和重疊率要嚴格控制,繞包重疊率普通線材在15-25%即可滿足要求,但是SAS由于采用了平行線對的結構,線對自身的抗串音能力降為零,為保證電纜的近端串音衰減,一般要求繞包的重疊率在30-40%之間,繞包的制造工藝的過程控制非常重要,包帶好壞會影響傳輸介質的不均勻性,比如鋁箔放出不順暢有鋁屑等,當堵塞到般定程度,還會將鋁箔拉斷;另外沒有放鋁箔很順暢會有碎屑被刮下來,后會極不均勻的粘附在芯線表面,影響傳輸介質的均勻性,導致制品的傳輸性能下降,特別是阻抗和衰減。差分對收線前,需要對自粘性聚酯帶進行加熱,以使自粘聚酯帶上的熱熔膠熔化粘結。熱熔部分采用的是可控溫電磁加熱預熱器,可根據實際需要對加熱溫度進行適當的調整。一般預熱器的安裝方式有立式和臥式兩種,立式預熱器可節省空間,但繞括線對需要經過多道大角度的導輪,才能進入預熱器,容易使絕緣芯線和繞包帶的相對位置發生改變,導致高頻傳輸線 的電氣性能下降。與之相比,臥式預熱器因與繞括線對處于同一直線上,在進入預熱器之前,線對只經過幾道用國校直作用的導輪,繞包線編在經過導輪時不發生角度改變,保證了絕緣芯線和繞包帶的相編位置 的穩定性。臥式預熱器的唯一缺點是占用的空間較多,生產線比裝有立式預熱器的繞包機要長。下一代6類的產品,目前里面的采用銅箔和鐵氟龍帶包覆.


雖然PCIe 7.0規范的發布(),讓人看到其未來的應用場景非常廣泛,但是目前市場的主流商用還是停留在PCIe 4.0和PCIe 5.0,PCIe 6.0已經開始有增量市場。我們看到了當今數據的爆炸性的增長帶來的技術和需求。一方面,隨著數據量越來越大,人工智能、機器學習的使用率日益提升,帶來內存和I/O接口、帶寬、性能需求。另一方面,隨著數據加速向云遷移,聯網設備日益增加,邊緣計算持續增長,帶來了對數據安全重視度的提升。另外,智能汽車的自動駕駛、輔助駕駛對數據處理的帶寬和時延、數據的安全性,視不同等級有著不同的要求。因此,未來Rambus將繼續以成長型市場為目標,致力于讓數據更快、更安全。 2025年9月5日高速互聯產品線纜供應鏈會議將再次聚集相關產業鏈 ;將有相關產業鏈展示相關產品,歡迎大家來報名參觀,掃碼注冊!



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