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인공 지능, 클라우드 컴퓨팅 및 고성능 컴퓨팅의 급속한 발전으로 데이터 전송 속도에 대한 수요가 전례없는 속도로 증가하고 있습니다. 성공적인 224 Gbps PAM4 시그널링은 신호 무결성 및 열 효과에 대한 신중한 분석이 필요합니다. 이 속도 요구 사항은 이전 세대의 기술에 비해 질적 인 도약을 가지고 있으며 상호 연결 솔루션, 기술 방법 및 구현 방법에 새로운 도전을 가져 왔습니다. 이 기사에서는 기술적 인 관점에서 224 Gbps PAM4 시스템의 주요 기능에 대한 심층적 인 분석을 제공하고, 이 속도를 달성하는 데 필요한 기술 혁신에 대해 논의하고, 224 Gbps 이상의 미래 개발 경로를 살펴 봅니다.
삼텍은 커넥티드 업계에서 독특한 조직적 이점을 가지고 있어 완전히 통합된 역량으로 진정한 협업 혁신을 가능케 한다. 이 통합 작동 모드는 전체 신호 경로의 최적화를 지원하는 혁신적인 솔루션과 효과적인 전략을 제공합니다. 칩 레벨 인터커넥트부터 시스템 레벨 아키텍처까지 각 단계는 24 Gbps 에서 신호 무결성을 유지하기 위해 신중하게 설계되고 최적화되어야합니다.
224 Gbps 시대의 상호 연결 기술의 핵심 역할
224 Gbps 배치에서 신호 무결성, 전력 전달 및 열 관리는 주요 기술적 과제입니다. 데이터 속도가 증가함에 따라 칩 자체의 통합 기능도 증가하여 설계의 "오프 칩" 부분의 손실 마진이 크게 감소합니다. 올바른 재료, 설계 기술, 시스템 아키텍처 및 자원 구성을 선택함으로써, 신호 무결성 및 열 문제는 224 Gbps 시스템의 증가된 전력 요구를 지원하면서 완화될 수 있다.
백플레인, 미드 플레인, 니어 칩/온 칩 및 프론트 패널 (구리 및 플러그 가능 광 모듈) 은 모두 고성능, 고속, 저 대기 시간 상호 연결 솔루션이 필요합니다. 이 기사는 설계자에게 224 Gbps 를 사용할 수있는 상호 연결 아키텍처 선택에 대한 자세한 분석 및 448 Gbps 에 대한 향후 요구 사항에 대한 비전을 비교하여 측정 된 데이터를 제공합니다.
근거리 칩 커넥터 체계
112 Gbps PAM4 설계에서는 커넥터가 ASIC 옆에 배치되고 twinax 케이블에 연결된 near-chip 접근 방식이 널리 채택되어 전면 패널, 백플레인 또는 미드 플레인에 연결됩니다. 이 방법은 채널의 총 손실을 효과적으로 감소시킨다. 이 근거리 칩 접근법은 설계 밀도 및 전력 요구 사항에 따라 일부 224 Gbps PAM4 시스템 설계에도 배포 될 수 있습니다.
그러나 근거리 칩 접근 방식도 기술적 과제에 직면 해 있습니다. 설계자는 BGA 및 PCB 솔더 볼에 IO를 할당해야하며, 크기는 현재 도금 된 스루 홀 PCB 기술 (즉, 0.8mm BGA 피치로 제한) 에 의해 제한됩니다. 이러한 접근법으로, 최대 56 GHz 이상의 신호 무결성을 달성하는 것은 어렵다. 또 다른 문제점은 IO에 할당된 상호접속 자원들이 이제 동등하게 요구되는 전력 문제에 대해 이용가능하지 않다는 것이다.
공동 포장 된 커넥터 체계
니어 칩 케이블 시스템에 대한 또 다른 관련 설계 과제는 수직 패키지 구성 요소 인 BGA 비아, 솔더 볼 및 패키지 코어로부터의 반사입니다. 커넥터가 공동 포장 된 구리 또는 광학 모듈 솔루션 인 패키지에 직접 배치되면 이러한 반사를 피하고 확장 문제를 해결하여 시스템 마진을 크게 향상시킬 수 있습니다. 물론 CPX 솔루션은 라디에이터 아래에 놓을 수있을만큼 얇아야합니다.
PCB 기능 확장은 실리콘 CMOS를 사용하는 ASIC 기능 확장보다 훨씬 느리며이 격차를 해소하기위한 새로운 접근 방식이 필요합니다. 오늘날의 설계 요구 사항은 자연스럽게 설계자가 필요한 IO 밀도 확장을 충족시키기 위해 공동 포장 된 구리 케이블을 사용하도록 강요합니다. 근거리 칩 접근법과 비교하여, CPX는 상이한 시스템 하드웨어 분해로 인해 조립을 위한 분리 가능한 인터페이스에서 더 높은 밀도의 풋프린트를 달성할 수 있다. CPX 접근 방식은베이스 플레이트에서 작은 커넥터를 사용하여 훨씬 더 정교하여 512 개의 포트와 더 높은 IO 카운트를 허용합니다.
224 Gbps 데이터 레이트에서 CPX는 패키지 반사 및 PCB 추적 라우팅 손실로부터 시스템 마진을 복구하기 위해 더 높은 값을 갖습니다. Samtec은 처음에는 112 Gbps, 현재는 224 Gbps PAM4 를 위해 수년간 직접 패키지 기술을 개발 해 왔습니다.
삼텍시-플라이 HD®커넥터는 224 Gbps 이상을 위해 특별히 개발되었으며 ASIC 옆에 또는 칩 패키지 자체에 배치 할 수 있습니다. 공동 패키지화된 구성에서, PCB를 통한 라우팅이 존재하지 않으며, 따라서 결과적으로 "인치당 손실" 이 없다. CPX 구성으로 이동하면 224 Gbps PAM4 시스템의 성공 또는 실패를 결정할 수있는 via, 솔더 볼 및 PCB 라우팅 손실을 최대 3 dB 의 패키지를 절약 할 수 있습니다.
실리콘 칩은 시스템의 가장 비싼 부분 인 칩 기판에 배치되므로 칩 패키지에 내장 된 모든 커넥터는 매우 작아야합니다. Si-Fly HD 커넥터의 크기는 14mm ²이며 64 개의 차동 쌍 (64 개의 쌍축 케이블) 을 지원할 수 있습니다.
CPX는 커넥터가 칩 기판에 납땜될 필요가 있기 때문에 상이하게 취급된다. Si-Fly HD 커넥터는 삼텍의 포스트 테일 디자인을 사용하여 리플로우 중 및 후에 솔더 조인트의 고급 구조적 무결성을 유지합니다. 이러한 비-솔더 볼 설계는 균일성, 반복성 및 조평성을 향상시킨다. 그런 다음 구리 또는 광 케이블을 칩 패키지에 직접 삽입합니다. 특정 땜납 (SAC305 용으로 설계되었지만 인듐 기반 저온 땜납도 사용할 수 있음), 보강재 및 조립 공정은 적용마다 다를 수 있습니다.
Samtec은 IEEE 802.3 과 같은 업계 표준 조직의 채널 모델에 대해 224 Gbps PAM4 상호 연결 솔루션을 테스트합니다. Samtec Si-Fly HD CPC에 대한 측정은 유사한 구현에서 가까운 칩에 비해 삽입 손실이 크게 개선되면서 기대치를 초과했습니다.
사실, 패키지의 상단으로부터의 연결은 강력한 반사 및 삽입 손실 이점을 제공한다. 시스템 설계의 시뮬레이션 모델과 손실 및 반사의 측정 검증은 우수한 성능을 보여줍니다. Si-Fly HD 케이블 어셈블리 측정은 Samtec Eye Speed에서 우수한 삽입 손실을 보여줍니다®Hyper Low Skew Twinax에 부드러운 삽입 손실 편차.
삽입 손실은 112 및 224 Gbps 일 때 중요한 고려 사항입니다. 그러나 가장 어려운 전기 성능 기준 중 하나는 누화입니다. 초고밀도로 구동될 때, 크로스토크는 전형적으로 핀들 사이의 근접성으로 인해 증가한다. 다행히도 Si-Fly HD CPC의 측정은 인상적인 누화 성능을 보여줍니다. 측정 결과 Si-Fly HD CPC는 정확한 상관 관계를 달성하고 0.36 mV rms의 통합 크로스토크 노이즈 FEXT 성능을 달성하며 목표 224 Gbps보다 훨씬 낮습니다.
오프셋은 224 Gbps PAM4 에 대한 또 다른 설계 관심사이며, 그 영향은 상당할 수 있다. 오프셋과 같은 왜곡은 차동 쌍 내의 지연 차이, 차동 쌍 구성 동안 상보적인 트레이스의 비대칭 또는 구동 신호의 차이로 나타날 수 있습니다. 커플링의 디자인과 반사의 양은 효과의 중요성을 결정합니다. 완전한 케이블 어셈블리에 대한 차동 오프셋 대 주파수의 플롯은 이러한 오프셋 레벨이 18 ~ 36 dB 범위에서 채널의 신호 대 공통 모드 비율을 생성한다는 것을 보여줍니다.
삼텍은 Flyover를 비교하여 오프셋의 영향에 대해 상당한 R & D를 수행했습니다.®쌍축 케이블 및 PCB 추적 효과. 다행히도, 근접 결합 된 공동 압출 형 2 축 케이블은 사실적인 굽힘 조건에서도 우수한 오프셋 성능을 가지며, 임피던스 및 삽입 손실 안정성을 달성 할 수 있으므로 오프셋은 완전히 구현자의 제어하에 있습니다. 이는 다른 쌍축 케이블 구조물과는 뚜렷한 대조를 이룬다.
224 Gbps PAM4 시스템의 경우 제어 오프셋은 예측 가능한 성능에 중요합니다. 특히 하나의 단위 간격이 224 Gbps PAM4 에서 약 9 ps 이기 때문입니다. 시스템 설계자는 CPX 및 니어 칩 Flyover 케이블을 사용하여 상호 연결 오프셋을 관리 가능한 수준으로 줄일 수 있습니다.
로삼텍 제품의 공인 유통 업체，본치항상 고객 제공에 전념최첨단 고속 상호 연결 솔루션과최고의 품질 공급망 서비스. 우리는 우리가 제공하는 상호 연결 기술에 대한 224 Gbps PAM4 시스템의 정확한 요구 사항을 이해합니다.
전체 라인 제품 공급
공동 패키지 및 근접 칩 솔루션을 포함한 완전한 Samtec Si-Fly HD 제품군
눈 속도®하이퍼 로우 스큐 케이블 어셈블리 전체 범위
전체 테스트 및 검증 도구 지원
기술 문서 및 디자인 가이드의 포괄적 인 가용성
전문 기술 지원
우리의고속 디지털 신호 전문가 팀제공하는 고속 상호 연결을 설계 경험:
224 Gbps 시스템 아키텍처 디자인 컨설팅
신호 무결성 분석 및 시뮬레이션 지원
열 관리 솔루션 설계 지침
시스템 수준 테스트 및 검증 서비스
빠른 배달 보증
건전한 재고 관리 시스템과 글로벌 물류 네트워크를 통해 고객의 R & D 및 대량 생산 프로젝트는부드러운 추진, 제공가장 경쟁력있는 배달 시간고객의 제품 출시 계획에 대한 안정적인 보호를 제공합니다.
부가가치 서비스
기술 세미나 및 제품 교육
참조 설계 및 기기 지원
현장 기술 지원 및 고장 분석
비용 최적화 및 공급망 관리 조언
224 Gbps 설계의 경우 Samtec은 주력 제품 Si-Fly HD 고밀도 224 Gbps PAM4 공동 패키지 및 근거리 케이블 시스템을 포함한 완벽한 상호 연결 솔루션을 제공합니다.
공동 패키징된 케이블 시스템은 가장 높은 신호 밀도를 제공하면서 패키지로부터 전면 패널 또는 백플레인으로 가장 낮은 손실 신호 전송을 제공한다. Si-Fly HD 시스템을 통해 시스템 설계자는 동일한 전기 기판 커넥터를 사용하여 짧은 거리/수직 확장을 위해 구리 케이블을 교환하고 확장 된 거리/수평 확장을 위해 광학 모듈을 교환 할 수 있습니다.
공동 포장 된 구리 연결은 BGA 브레이크 아웃 영역 및 PCB에서의 삽입 손실을 제거합니다. 이 기술은 완전한 224G 수동 DAC 224G 채널을 가능하게하여 저전력 선형 플러그 형 광학 모듈 전면 패널 솔루션을 가능하게하여 일부 신흥 AI 아키텍처에서 연결에 큰 잠재력을 제공 할 수 있습니다.
Si-Fly HD 공동 패키지 솔루션은 95 mm x 95 mm 또는 더 작은 기판에서 고밀도 고성능 상호 연결을 달성하기 위해 전기적으로 연결 가능한 공동 포장 된 구리 및/또는 공동 포장 된 광학 모듈에 동일한 커넥터를 사용합니다. 평방 인치당 최대 170 개의 차동 쌍을 지원하며 고밀도 상호 연결 및 패키지 기판 용으로 설계되었습니다. Si-Fly HD는 224 Gbps 대역폭 병목 현상이 예상되는 시스템에서 스위칭 모듈에 사용하기에 적합합니다.
Si-Fly HD에는 삼텍의 Eye Speed Hyper Low Skew 케이블이 포함되어 있으며, 이중 축 폼 유전체와 224 Gbps PAM4 에서 업계 최고의 신호 무결성 성능이 특징입니다.
Samtec Si-Fly HD 근거리 칩 솔루션은 평방 인치당 60 개의 차동 쌍의 신호 밀도를 가지며 전통적인 PCB 기판과 함께 사용하도록 설계되었습니다. 커넥터의 길이는 15.90mm 이고 깊이는 21.65mm 입니다. 근거리 칩 Si-Fly HD는 시스템 설계자에게 초고밀도 Flyover 솔루션의 신호 무결성 이점을 제공하는 동시에 PCB 호환 발자국을 통해 레거시 시스템 구성 항목을 보존합니다.
Samtec FOSFP-2 224 Gbps PAM4 Flyover 패널 어셈블리는 Samtec Flyover 케이블 기술을 사용하여 최대 1.6 Tbps PAM4 총 데이터 속도를 지원하고 신호 무결성을 최적화하기 위해 직접 연결 접점을 갖추고 있습니다. 디자이너는 Samtec의 FOFSP 1600 플러그 형 광학 모듈 전면 패널 커넥터를 선택할 수도 있습니다.
Si-Fly HD 시리즈에는 평방 인치당 60 개의 차동 쌍을 지원하는 Si-Fly HD 보드 투 보드 미드 보드 시스템도 포함되어 있습니다. 완전 차동 쌍 또는 차동, 단일 종단 및 전원 공급 장치의 하이브리드 구성에서 사용할 수 있습니다. Si-Fly HD 보드 투 보드 미드 플레인 시스템은 예를 들어 블레이드 레벨 네트워크에서 PCB와 GPU간에 사용하기에 이상적입니다.
32 AWG 또는 28 AWG 눈 속도 하이퍼 낮은 스큐 티낙스와 Si-Fly HD 백플레인™64 차동 쌍을 위해.
224 Gbps PAM4 시스템의 디자이너도 Samtec Bulls Eye를 사용하고 있습니다.®200 Gbps 데이터 속도로 칩과 시스템을 테스트하도록 설계된 고성능 테스트 시스템은 현재 최대 448 Gbps 의 신호를 특성화하는 데 사용되고 있습니다.
삼텍은 표준 기관의 진화하는 모델을 기반으로 고속 고성능 상호 연결을 계속 개발하고 있습니다. 신호 속도의 다음 단계를 달성하는 열쇠는 고급 솔더 페이스트 기술과 같은 첨단 기술의 적용에 있습니다. 기술의 지속적인 발전으로 448 Gbps 이상이 가능하며 인공 지능, ML 및 고성능 컴퓨팅의 발전을 더욱 촉진 할 것입니다.
본치삼텍 고속 상호 연결 제품신뢰할 수있는 파트너., 항상 고객 제공에 최선을 다하고 있습니다최첨단 기술 제품 및 최고의 공급망 서비스. 우리의전문 팀깊은 기술 배경과 풍부한 산업 경험을 통해 우리는 건축 디자인에서 고객의 224 Gbps PAM4 프로젝트에 대한 대량 생산에 이르기까지 포괄적 인 지원을 제공 할 수 있습니다.
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