人工智能数据中心的新型连接解决方案

来源：线束世界•作者：线束世界•2024-06-12 10:54

支持新型人工智能数据中心架构的先进连接解决方案不断涌现。高速板对板连接器、下一代电缆、背板和近似集成电路连接器对电缆解决方案的运行速度高达 224 Gb/s-PAM4，将加速未来计算的发展。

人工智能（AI）和机器学习（ML）应用对复杂计算能力、海量存储容量和无缝连接提出了前所未有的要求。电子元件之间高速、高效的通信使人工智能数据中心能够计算庞大的数据集，并以文本、视频、音频、图形等形式做出实时响应。

为了跟上不断加速的性能要求，人工智能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。这一方案要求前沿互连提供新的路由选择、空间效率和电源管理策略。

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 连接器对电缆解决方案，对于新型数据中心设计至关重要。

新的架构创新必须超越令人生畏的性能障碍。尽管 112 Gb/s-PAM4 信号技术被认为是一项重大技术突破，但实现 224 Gb/s 所需的远不止 “带宽翻倍 ”这么简单。为实现 224 Gb/s 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减少电磁干扰 (EMI) 到更强大的热管理策略。

同样存在问题的是，在不断缩小的空间中挤出更多容量和连接性的同时，还需要不断提高性能。因此，这不是一个简单升级底层计算和连接能力以支持 224 Gb/s 速率的问题，而是如何以最佳方式利用 224 G 技术创新重新设计人工智能数据中心的问题。这就需要整个生态系统开展新层次的行业合作和共同开发，以确保组件、硬件、架构、连接、机械完整性和信号完整性之间的互操作性，从而解决电气通道的物理问题，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无缝的电气连接，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来识别和解决信号完整性和其他性能隐患至关重要。

板与板之间的高速连接

高速板对板连接器可实现 GPU、加速器和其他组件之间的快速数据交换，从而大大提高人工智能数据中心的效率。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，能够承受振动、温度波动、冲击和物理处理等环境压力。

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尤其有利于训练和推理任务，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注重信号完整性，以便准确、无失真的传输数据。在数据准确性要求极高的应用中，例如涉及医疗设备和航空航天系统的应用，可靠性至关重要。

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，以满足特定的人工智能应用要求，尤其是在空间有限的情况下。例如，混合和匹配 2.5 毫米和 5.5 毫米连接器可使工程师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。

Molex 的 Mirror Mezz Enhanced 高速夹层板对板连接器提高了阻抗容限，减少了串扰，保持了行业领先的密度，并支持 224 Gb/s-PAM4。这些可互换的雌雄同体连接器可交叉配接，形成 5 毫米、8 毫米和 11 毫米的超低和中等堆叠高度。在相同的占地面积内，两个连接器可以组合成三种不同的配置，而传统的连接器设计需要六个连接器。为确保在更高速度下实现可靠的性能，Molex 通过交错插针位置优化了端子结构，并将制造工艺升级为插入成型，以实现更高性能所需的精确位置和公差。

Mirror Mezz Enhanced 与 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 解决方案一起，加入了 Molex 的端到端 224G 创新解决方案系列。

Inception 从电缆优先的角度进行设计，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，从而提供了更大的应用灵活性。

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啮合、集成应力消除功能、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。

产品组合中还有 OSFP 1600 解决方案，包括 SMT 连接器和保持架、BiPass 以及直接连接电缆 (DAC) 和有源电子电缆 (AEC) 解决方案，每个连接器可实现每通道 224 Gb/s PAM4 或 1.6T 的总速度。此外，QSFP 800 和 QSFP-DD 1600 解决方案为 SMT 连接器和保持架、BiPass 以及 DAC 和 AEC 解决方案提供了升级功能，可实现每通道 224 Gb/s-PAM 或每个连接器 1.5T 的聚合速度。

这一系列高速连接器共同实现了数据传输能力，使客户能够跟上数据密集型应用的需求，促进组件之间顺畅快速的通信。该系列连接器具有"盒到盒"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实现多个机箱之间的互联，每个部分都经过速度和机械坚固性优化。

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