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人工知能、クラウドコンピューティング、高性能コンピューティングの急速な発展に伴い、データ転送速度に対する需要はかつてないスピードで増加している。224 Gbps pam 4信号伝送を成功させるには、信号の完全性と熱効果を入念に分析する必要がある。この速度の要求は前の世代の技術に比べて質の飛躍があり、相互接続案、技術方法と実現手段に新たな挑戦をもたらした。本文は技術的観点から224 Gbps pam 4システムの重要な特性を深く分析し、この速度を実現するために必要な技術革新を検討し、224 Gbpsを超える将来の発展経路を展望する。
Samtecは相互接続業界で独特な組織構造の優位性を持っており、完全に統合された能力で真の協同革新を実現している。この統合された作業モデルは、革新的なソリューションと効果的な戦略をもたらし、信号チャネル全体の最適化をサポートします。チップレベルの相互接続からシステムレベルのアーキテクチャに至るまで、224 Gbpsのレートで信号の完全性を維持するためには、各段階で入念な設計と最適化が必要です。
224 Gbps時代の相互接続技術の重要な役割
224 Gbpsの導入では、信号の完全性、電源転送、熱管理の問題は重要な技術的課題である。データレートの向上に伴い、チップ自体の統合機能も増え、設計中の「チップ外」部分の損失余裕が著しく減少した。適切な材料、設計技術、システムアーキテクチャとリソース構成を選択することで、信号の完全性と熱の問題を緩和し、224 Gbpsシステムの増加した電力需要をサポートすることができる。
バックボード、ミドルボード、近チップ/チップ上とフロントパネル (銅線と挿抜可能な光モジュール) には、高性能、高速、低遅延の相互接続ソリューションが必要です。本論文では、設計者のために224 Gbpsの利用可能な相互接続アーキテクチャの選択を詳細に解析し、448 Gbpsの将来のニーズを展望し、比較のための実測データを含む。
近接チップコネクタ方式
112 Gbps pam 4設計では、近接チップ方法が広く採用されており、コネクタはASICの横に置かれ、二軸ケーブルに接続され、フロントパネル、バックボード、またはミドルボードにリンクされている。この方法は、チャネルの総損失を効果的に低減します。一部の224 Gbps pam 4システム設計では、設計密度と電力要件に応じて、このようなチップアプローチを導入することもできます。
しかし、近チップ法も技術的な課題に直面している。設計者は、IOをBGAとPCB溶接ボールに割り当てなければならず、そのサイズは現在のスルーホールPCB技術によって制限されている (つまり、0.8mm BGAピッチに制限されている)。この方法では、56 GHzを超える信号の完全性を実現することは困難である。もう1つの问题は、IOに割り当てられた相互接続リソースが、现在同等の要件の电源问题に使用できないことです。
共同パッケージコネクタプラン
近チップケーブルシステムのもう一つの関連設計課題は、垂直パッケージアセンブリからの反射:BGAビア、溶接ボール、パッケージコア。コネクタを直接パッケージに置くと、銅線または光モジュールソリューションをパッケージ化すると、これらの反射を回避し、拡張問題を解決し、システムの余裕を大幅に高めることができます。もちろん、ラジエーターの下に置くには、CPXソリューションが十分に薄い必要があります。
PCBの特性拡張の速度はシリコンCMOSを採用したASICの特性拡張よりはるかに遅いので、このギャップを埋める新しい方法が必要である。今日の設計ニーズは、設計者が必要なIO密度の拡張を満たすために、銅線を使用することを自然に推進しています。近チップ法と比較して、システムハードウェアの分解によって、CPXは分離可能なインタフェースでより高密度な占有面積を実現して組み立てられる。CPX方法は、基板に小型のコネクタを使用して、512ポート以上のIO数を可能にするために、はるかに細かくなっています。
224 Gbpsのデータレートでは、CPXはより高い価値を持っており、パッケージ反射とPCBのルーティング損失からシステム余裕を回復できる。Samtecは長年、直接カプセル化技術を開発してきた。最初は112 Gbps、現在は224 Gbps pam 4に使用されている。
Samtec Si-Fly HD®コネクタは224 Gbps以上の速度で開発され、ASICの横に置くことも、チップパッケージ自体に置くこともできます。共同パッケージ配置では、PCBを通過していないため、それに伴う「1インチあたりの損失」もない。CPX構成に移行すると、最大3 dBのパッケージ穴、溶接ボール、PCBのルーティング損失を節約でき、224 Gbps pam 4システムの成否を決定する可能性がある。
シリコンチップは、システムの最も高価な部分であるチップ基板上に配置されるため、チップパッケージに内蔵されているコネクタは非常に小さくなければなりません。Si-Fly HDコネクタのサイズは14mmで、64個の差動対 (64本の二軸ケーブル) に対応できる。
CPXの処理方法は、コネクタをチップ基板にはんだ付けする必要があるため、異なります。Si-Fly HDコネクタはSamtecの柱尾設計を使用して、リフロー中と後に溶接点の先進的な構造の完全性を維持する。このような非溶接ボール設計は均一性、再現性、共面性を高めた。銅線または光ケーブルを直接チップパッケージに挿入します。具体的なはんだ (SAC305のために設計されているが、インジウム系低温はんだを使用することもできる) 、補強材、組み立てプロセスは応用によって異なる可能性がある。
Samtecは、IEEE 802.3などの業界標準組織のチャネルモデルに基づいて、224 Gbps pam 4相互接続ソリューションをテストした。Samtec Si-Fly HD CPCで行われた測定は予想を超えており、類似実現中の近チップに比べて挿入損失が著しく改善された。
実際、パッケージの上部からの接続は、説得力のある反射と挿入損失のメリットを提供します。システム設計のシミュレーションモデルと損失と反射の測定検証は優れた性能を示した。Si-Fly HDケーブルアセンブリの測定は、Samtec Eye Speedで優れた挿入損失を示しています®ハイパーロースケーツインアックスでは挿入損失のばらつきがスムーズに出ます。
112 Gbpsと224 Gbpsでは、挿入損失は重要な考慮事項である。しかし、最も困難な電気性能基準の一つはクロストークである。超高密度に駆動されると、ピン間の近接度によってクロストークが増加することが多い。幸いなことに、Si-Fly HD CPCで行われた測定は印象的なクロストーク性能を示した。測定によると、Si-Fly HD CPCは正確な相関性を実現し、0.36 mV过の集積クロストークノイズFEXT性能は224 Gbpsの目標値をはるかに下回っている。
オフセットは224 Gbps pam 4のもう1つの設計の注目点であり、その影響が顕著である可能性がある。クラスオフセット歪みは、差動対内の遅延差異、差動対構造過程における相補的なトレースの非対称性、または駆動信号の差異として表現される可能性がある。結合の設計と反射量は影響の顕著性を決定した。完全なケーブルアセンブリの差動オフセットと周波数の関係図は、これらのオフセットレベルが18 ~ 36 dBの範囲でチャネルの信号コモンモード比を生成することを示している。
Samtecはオフセットの影響について重要な研究開発を行い、Flyoverを比較した®二軸ケーブルとPCBトレースの影響。幸いなことに、緊密に結合し、共押出した二軸ケーブルは優れたオフセット性能を持っており、現実的な曲げ条件でもインピーダンスと挿入損失の安定性を実現できるオフセットを完全に実施者の制御下に置く。これは、他の二軸ケーブル構造とは対照的です。
224 Gbps pam 4システムでは、予測可能なパフォーマンスにオフセットを制御することが重要です。特に、単位間隔が224 Gbps pam 4の場合は約9 psになるからです。システム設計者は、CPXと近チップFlyoverケーブルを使用して、相互接続オフセットを管理可能なレベルに下げることができます。
としてSamtec製品の認定ディストリビューター，ボンチップ常にお客様に提供することに取り組んでいます最先端の高速相互接続ソリューションと最高品質のサプライチェーンサービス。224 Gbps pam 4システムの相互接続技術に対する厳しい要求を深く理解しています。
全線製品供給
共パッケージと近チップソリューションを含む完全なSamtec Si-Fly HDシリーズ製品
Eye Speed®ハイパーロー・スケー・ケーブル・アセンブリ全シリーズ
完全なテストと検証ツールのサポート
技術文書と設計ガイドラインの全面的な提供
専門技術サポート
私たちの高速デジタル信号専門家チーム豊富な高速相互接続設計経験があり、次のことを提供できます
224 Gbpsシステムアーキテクチャ設計コンサルティング
シグナル完全性分析とシミュレーションのサポート
熱管理ソリューション設計指導
システムレベルのテストと検証サービス
迅速な納品保証
完全な在庫管理システムとグローバル物流ネットワークにより、お客様の研究開発と量産プロジェクトのスムーズに進める、提供最も競争力のある納期お客様の製品上場計画に信頼できる保障を提供します。
価値付加価値サービス
技術セミナーと製品トレーニング
参考設計と応用案のサポート
現場技術サポートと故障分析
コスト最適化とサプライチェーン管理の推奨事項
224 Gbps設計に対して、Samtecはフラッグシップ製品Si-Fly HD高密度224 Gbps pam 4のパッケージと近チップケーブルシステムを含む完全な相互接続ソリューションを提供している。
共同パッケージ・ケーブル・システムは、パッケージからフロント・パネルまたはバック・パネルまでの損失信号を最小限に抑えながら、最高の信号密度を提供します。Si-Fly HDシステムでは、システム設計者は同じ電気基板コネクタを使用して、短距離/縦方向の拡張のために銅線を交換し、拡張距離/横方向の拡張のために光モジュールを交換することができる。
共同パッケージ銅線接続はBGA突破区とPCB中の挿入損失を解消した。この技術は完全な224G受動DAC 224Gチャネルを可能にし、低消費電力の線形挿抜可能な光モジュールのフロントパネルソリューションを実現し、いくつかの新興AIアーキテクチャにおける接続に大きな潜在力をもたらす可能性がある。
Si-Fly HD共封ソリューションは、電気的に挿抜可能な共封銅線および/または共封光モジュールに同じコネクタを使用し95mm x 95mm以下の基板上で高密度、高性能相互接続を実現します。1平方インチあたり最大170個の差動ペアをサポートし、高密度相互接続とパッケージ基板向けに設計されています。Si-Fly HDは、224 Gbpsの帯域のボトルネックが予想されるシステムでのスイッチングモジュールでの使用に最適です。
Si-Fly HDにはSamtecのEye Speed hyperlow Skewケーブルが含まれており、発泡誘電体の二軸と224 Gbps pam 4で業界最高の信号完全性性能を持っていることが特徴です。
Samtec Si-Fly HDニアチップソリューションは、1平方インチあたり60個の差動ペアの信号密度を持っており、従来のPCB基板と一緒に使用するために設計されています。コネクタの長さは15.90mm、深さは21.65mmです。近チップSi-Fly HDはシステム設計者に超高密度Flyoverソリューションの信号完全性の優位性を提供すると同時に、PCB互換占有面積を通じて従来のシステム構成項目を保持する。
Samtec FOSFP-2 224 Gbps pam 4 FlyoverパネルコンポーネントはSamtec Flyoverケーブル技術を使用して最大1.6 Tbps pam 4総データレートをサポートし、信号整合性を最適化するために接点を直接接続します。設計者は、SamtecのFOFSP 1600の挿抜可能な光モジュールのフロントパネルコネクタを選択することもできます。
Si-Fly HDシリーズには、Si-Fly HDボード対ボード中間ボードシステムも含まれており、1平方インチあたり60個の差動対をサポートしています。完全差動対、または差動、シングルエンドと電源の混合構成に使用できます。Si-Fly HDボード対ボードミドルボードシステムは、ブレードレベルネットワークなどのPCBとGPUの間での使用に最適です。
Si-Fly HDバックボードには、32 awgまたは28 awg Eyeスピードハイパシーウスキーwシックスを装备可能™を選択します。
224 Gbps pam 4システムの設計者もSamtec Bulls Eyeを使用しています®200 Gbpsのデータレートをテストするためのチップとシステムを設計し、現在448 Gbpsの信号を表現するために使用されている高性能テストシステム。
Samtecは引き続き標準機関が発展しているモデルに基づいて、高速、高性能の相互接続を開発している。次の信号速度を実現する鍵は先進技術の応用、例えば先進はんだペースト技術である。技術の発展に伴い、448 Gbpsとより高速な実現が可能になり、人工知能、機械学習と高性能コンピューティングなどの分野の発展をさらに推進する。
BONCHIPはSamtec高速相互接続製品の信頼できるパートナーを選択します。最先端の技術製品と最高品質のサプライチェーンサービス。私たちの専門チーム深い技術的基礎と豊富な業界経験を備え、お客様の224 Gbps pam 4プロジェクトにアーキテクチャ設計から量産までの全面的なサポートを提供できる。
BONCHIPを選ぶことは、専門的な技術サポート、信頼できる製品品質と効率的なサプライチェーンサービスの完璧な組み合わせを選ぶことです!
