面向AI数据中心的全新连接解决方案

来源：线束世界•作者：线束世界•2024-08-23 09:06

先进的连接解决方案正在涌现，以支持新的 AI 数据中心架构。高速板对板连接器、下一代电缆、背板和运行速度高达 224 Gb/s-PAM4 的近 ASIC 连接器到电缆解决方案将加速计算的未来。

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人工智能（AI）和机器学习（ML）应用程序对复杂的计算能力、巨大的存储容量和无缝连接提出了前所未有的需求。电子元件之间的高速、高效通信使AI数据中心能够计算庞大的数据集，并以文本、视频、音频、图形等形式生成实时响应。

为了跟上不断提高的性能要求，AI数据中心架构师必须扩展其系统结构，以支持使用PAM4调制的 224 Gb/s数据传输速率。该方案给领先的互连带来了负担，为路由、空间效率和电源管理提供了新的策略。

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先进的连接解决方案，包括高速板对板连接器、下一代电缆、背板和运行速度高达 224 Gb/s-PAM4 的近 ASIC 连接器到电缆解决方案，对于新的数据中心设计至关重要

新的架构创新必须克服令人生畏的性能障碍。虽然 112 Gb/s-PAM4 信令技术被认为是一项重大技术突破，但实现 224 Gb/s 需要的不仅仅是“带宽翻倍”。专为 224 Gb/s 的数据传输速率而设计的系统带来了重大的物理挑战，从需要保持信号完整性和遏制电磁干扰（EMI）降低到更强大的热管理策略。

同样成问题的是，在不断提高性能的同时，在不断缩小的空间中挤压更多的容量和连接性。因此，问题不是简单地升级底层计算和连接能力以支持 224 Gb/s 速率，而是如何最好地重新设计具有 224G 技术创新的 AI 数据中心。这需要在整个生态系统中将行业合作和共同开发提升到新的水平，以确保组件、硬件、架构、连接性、机械完整性和信号完整性之间的互操作性，以解决电通道的物理问题并设计出卓越的机械解决方案。

设计或重新设计 224 Gb/s 解决方案需要所有组件之间的无缝电气连接，以防止出现性能瓶颈。共同开发的思维方式对于创建一种透明的方法至关重要，该方法用于识别和解决信号完整性和其他性能陷阱。

高速板对板连接

通过实现 GPU、加速器和其他组件之间的快速数据交换，高速板对板连接器可显著提高AI数据中心的效率。这些连接器在处理器、内存模块和其他关键组件之间提供不间断的通信，并且必须具有足够的弹性以承受环境压力，例如振动、温度波动、冲击和物理处理。

支持高数据传输速率的能力有助于实现复杂计算和数据处理任务所需的性能水平。此外，连接器的高数据传输速率在训练和推理任务中特别有益，在这些任务中，及时处理数据对于人工智能算法的性能至关重要。

高速板对板连接器的设计必须以信号完整性为重点，以便准确且无失真地传输数据。在数据准确性不容置疑的应用中，可靠性至关重要，例如涉及医疗设备和航空航天系统的应用中。

这些连接器支持不同的堆叠高度，为工程师提供了更大的设计自由度，以满足特定的AI应用要求，尤其是在空间非常宝贵的情况下。例如，混合和匹配 2.5mm和 5.5mm连接器使工程师能够微调连接器堆叠高度以获得最佳性能。密集的连接器配置可节省印刷电路板（PCB）上的宝贵空间。

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Molex的Mirror Mezz增强型高速夹层板对板连接器。提高阻抗容限，减少串扰，保持行业领先的密度，并支持 224Gb/s-PAM4。这些可互换的雌雄同体连接器交叉配接，形成5mm、8mm和 11mm的超低和中等堆叠高度。两个连接器可以组合在一起，在相同的基底面内创建三种不同的配置，而传统的连接器设计需要六个连接器。为了确保在更高速度下的可靠性能，Molex 通过交错引脚放置优化了端子结构，并将制造工艺升级为嵌件成型，以实现更高性能所需的精确放置和公差

Mirror Mezz Enhanced加入了Molex的端到端创新 224G 解决方案系列，以及Inception无性别背板系统、CX2双速近ASIC连接器到电缆系统、OSFP 1600 I/O解决方案以及QSFP 800和QSFP-DD 1600 I/O 解决方案。

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Inception 从电缆优先的角度设计，通过支持可变间距密度、最佳信号完整性以及与多种系统架构的轻松集成，提供了更大的应用灵活性

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CX2 Dual Speed是Molex的 224 Gb/s-PAM4近ASIC连接器到电缆系统，可在配接后提供螺钉接合、集成的应力消除功能、可靠的机械擦拭和完全受保护的“防拇指”配接接口，以提高长期可靠性

OSFP 1600解决方案完善了产品组合，包括 SMT 连接器和壳体、BiPass，以及直连电缆（DAC）和有源电缆（AEC）解决方案，专为每通道 224 Gb/s PAM或每个连接器1.6T的总速度而构建。此外，QSFP 800 和 QSFP-DD 1600解决方案为 SMT 连接器和壳体、BiPass 以及DAC和AEC 解决方案提供升级功能，可实现每通道224 Gb/s-PAM 或每个连接器1.5T的总速度。

总之，该系列高速连接器可实现数据传输容量，使客户能够满足数据密集型应用的需求，从而促进组件之间顺畅快速的通信。其结果是实现了盒到盒的扩展能力，使数据中心架构师能够通过双连接器电缆背板、三连接器和四连接器系统互连多个机箱，每个部分都针对速度和机械坚固性进行了优化。

高速连接器的发展将带来未来的创新，重点是进一步小型化、提高数据传输速率和提高电源效率。对于依赖高性能计算和人工智能数据中心的行业来说，跟上这些趋势的步伐至关重要。