Procurar por
Tudo que você precisa
O que você precisa procurar?
Com o rápido desenvolvimento da inteligência artificial, da computação em nuvem e da computação de alto desempenho, a demanda por taxas de transferência de dados está crescendo a um ritmo sem precedentes. A realização bem-sucedida de uma transmissão de sinal PAM4 de 224 Gbps requer uma análise cuidadosa da integridade do sinal e dos efeitos térmicos. Este requisito de taxa tem um salto qualitativo em comparação com as gerações anteriores de tecnologia, trazendo novos desafios em soluções de interconexão, métodos técnicos e meios de implementação. Este artigo analisará profundamente as principais características do sistema PAM4 de 224 Gbps do ponto de vista técnico, explorará a inovação tecnológica necessária para atingir essa taxa e aguardará um caminho de desenvolvimento futuro além de 224 Gbps.
A Samtec tem uma vantagem organizacional única no setor conectado, permitindo uma verdadeira inovação colaborativa com capacidade totalmente integrada. Este modelo de trabalho integrado traz soluções inovadoras e estratégias eficazes que suportam a otimização de todo o canal de sinal. Da interconexão no nível do chip à arquitetura no nível do sistema, cada link precisa ser cuidadosamente projetado e otimizado para manter a integridade do sinal a uma taxa de 224 Gbps.
O papel fundamental da tecnologia conectada na era de 224 Gbps
Em uma implantação de 224 Gbps, integridade do sinal, transmissão de energia e gerenciamento térmico são problemas técnicos que precisam ser focados. Com o aumento da taxa de dados, as funções integradas do próprio chip também estão aumentando, resultando em uma redução significativa na margem de perda parcial "fora do chip" no design. Ao selecionar os materiais adequados, a tecnologia de projeto, a arquitetura do sistema e a configuração dos recursos, você pode aliviar a integridade do sinal e os problemas térmicos, enquanto suporta o aumento da demanda de energia de um sistema de 224 Gbps.
A placa traseira, a placa intermediária, o chip/chip próximo e o painel frontal (cabos de cobre e módulos ópticos conectáveis) exigem soluções interconectadas de alto desempenho, alta velocidade e baixa latência. Este artigo analisará em detalhes as opções de arquitetura interconectada disponíveis de 224 Gbps para os designers e aguardará a demanda futura de 448 Gbps, que contém dados medidos para comparação.
Esquema de conector próximo ao chip
No design PAM4 de 112 Gbps, o método próximo ao chip é amplamente adotado, no qual o conector é colocado próximo ao ASIC e conectado a um cabo de eixo duplo e, em seguida, vinculado ao painel frontal, placa traseira ou placa intermediária. Este método reduz efetivamente a perda total do canal. Essa abordagem próxima ao chip também pode ser implantada em alguns projetos de sistemas PAM4 de 224 Gbps, dependendo da densidade do projeto e dos requisitos de energia.
No entanto, a abordagem próxima ao chip também enfrenta desafios técnicos. Os projetistas devem atribuir IO a bolas de solda BGA e PCB, cujo tamanho é limitado pela atual tecnologia de PCB de revestimento (ou seja, limitado a 0,8mm de espaçamento BGA). Com essa abordagem, é difícil alcançar a integridade do sinal de 56 GHz e além. Outro problema é que os recursos interconectados alocados ao IO agora não podem ser usados para problemas de energia igualmente solicitados.
Esquema de conector co-encapsulado
Outro desafio de design relevante para sistemas de cabo perto do chip é a reflexão dos componentes do pacote vertical: furos de passagem BGA, bolas de solda e núcleos de embalagem. Se você colocar o conector diretamente no pacote-uma solução de cabo de cobre ou módulo óptico co-encapsulado-você pode evitar essas reflexões e resolver problemas de expansão, aumentando muito a margem do sistema. Obviamente, a solução CPX deve ser fina o suficiente para ser colocada sob o radiador.
A velocidade de expansão das características do PCB é muito mais lenta do que a extensão das características ASIC usando o silício CMOS, o que requer um novo método para preencher essa lacuna. As necessidades de design atuais naturalmente levam os designers a usar cabos de cobre co-encapsulados para atender às extensões de densidade de IO necessárias. Comparado com o método próximo ao chip, devido à decomposição diferente do hardware do sistema, o CPX pode obter uma alta densidade de área ocupada em interfaces separáveis para montagem. O método CPX é muito mais refinado, usando pequenos conectores no substrato, permitindo 512 portas e um número maior de IO.
Com uma taxa de dados de 224 Gbps, o CPX tem um valor mais alto para recuperar a margem do sistema a partir da reflexão do pacote e da perda de roteamento do PCB. A Samtec vem desenvolvendo tecnologia direta para encapsulamento há anos, originalmente para 112 Gbps e agora para 224 Gbps PAM4.
Samtec Si-Fly HD®O conector foi desenvolvido especificamente para taxas de 224 Gbps e mais altas e pode ser colocado ao lado de um ASIC ou no próprio pacote de chips. Na configuração co-encapsulada, não há caminhada através do PCB e, portanto, não há "perda por polegada". A mudança para a configuração CPX pode economizar até 3 dB de furos de encapsulamento, bolas de solda e perdas de roteamento PCB, o que pode determinar o sucesso ou o fracasso do sistema PAM4 de 224 Gbps.
Os chips de silício são colocados no substrato do chip, que é a parte mais cara do sistema, portanto, qualquer conector embutido no pacote do chip deve ser muito pequeno. O conector Si-Fly HD mede 14 mm² e pode suportar 64 pares diferenciais (64 cabos de eixo duplo).
O CPX é tratado de maneira diferente, pois o conector precisa ser soldado ao substrato do chip. O conector Si-Fly HD usa o design da cauda da coluna da Samtec para manter a integridade estrutural avançada das juntas de solda durante e após a soldagem por refluxo. Este design de bola não soldado melhora a uniformidade, repetibilidade e cofaceabilidade. O cabo de cobre ou fibra óptica é então inserido diretamente no pacote do chip. Soldas específicas (projetadas para SAC305, mas também podem ser usadas soldas criogênicas à base de índio), reforço e processos de montagem podem variar dependendo da aplicação.
A Samtec testa sua solução interconectada PAM4 de 224 Gbps com base no modelo de canal de organizações de padrões do setor como o IEEE 802.3. As medições realizadas no Samtec Si-Fly HD CPC superaram as expectativas e as perdas de inserção melhoraram significativamente em comparação com os chips próximos em implementações semelhantes.
De fato, a conexão do topo do pacote oferece vantagens convincentes de perda de reflexão e inserção. O modelo de simulação do projeto do sistema e a verificação da medição de perdas e reflexões mostram excelente desempenho. A medição do componente do cabo Si-Fly HD mostra a perda de inserção superior em Samtec Eye Speed®O Hyper Low Skew Twinax tem um desvio suave de perda de inserção.
A perda de inserção é uma consideração importante em 112 Gbps e 224 Gbps. Mas um dos critérios de desempenho elétrico mais difíceis é a diafonia. Quando conduzido para a densidade ultra-alta, a diafonia geralmente aumenta devido à proximidade entre os pinos. Felizmente, as medições feitas no Si-Fly HD CPC mostraram um desempenho impressionante de diafonia. As medições mostraram que o Si-Fly HD CPC alcançou uma correlação precisa e um desempenho FEXT de ruído de diafonia integrado de 0,36 mV rms, muito abaixo do valor alvo de 224 Gbps.
O deslocamento é outra preocupação de design do PAM4 de 224 Gbps e seu impacto pode ser significativo. A distorção de deslocamento de classe pode se manifestar como a diferença de atraso dentro do par diferencial, a assimetria do par diferencial de traços complementares no processo de construção ou a diferença no sinal de acionamento. O design e a quantidade de reflexão do acoplamento determinam a significância do impacto. O gráfico de deslocamento diferencial e frequência de um conjunto de cabo completo mostra que esses níveis de deslocamento produzem uma razão de sinal de modo comum para o canal na faixa de 18 a 36 dB.
A Samtec realizou pesquisa e desenvolvimento importantes sobre o impacto do deslocamento, comparando o Flyover®Influência de cabos de eixo duplo e traços de PCB. Felizmente, o cabo biaxial co-extrudado fortemente acoplado tem excelente desempenho de deslocamento. Mesmo em condições de flexão realistas, ele pode alcançar a estabilidade de impedância e perda de inserção, de modo que o deslocamento está completamente sob o controle do implementador. Isto está em contraste com outras estruturas de cabo biaxial.
Para um sistema PAM4 de 224 Gbps, o deslocamento de controle é essencial para o desempenho previsível, especialmente porque um intervalo de unidade é de cerca de 9 ps a 224 Gbps PAM4. Os projetistas de sistemas podem usar CPX e um cabo Flyover próximo ao chip para reduzir o deslocamento de interconexão a um nível gerenciável.
ComoDistribuidores autorizados de produtos Samtec，BONCHIPSempre dedicado a fornecer aos clientesSolução de interconexão de alta velocidade de última geraçãoEServiço de cadeia de suprimentos de melhor qualidade. Entendemos profundamente os requisitos rigorosos de tecnologia conectada para sistemas PAM4 de 224 Gbps, para os quais oferecemos:
Fornecimento de produtos em toda a linha
A gama completa de produtos Samtec Si-Fly HD, incluindo soluções co-encapsuladas e próximas a chips
Eye Speed®Série completa de componentes de cabos Hyper Low Skew
Suporte completo para ferramentas de teste e validação
Oferta abrangente de documentação técnica e guia de design
Suporte técnico profissional
O nossoEquipe de especialistas em sinal digital de alta velocidadeExperiência em design de interconexão de alta velocidade que oferece:
Consultoria de projeto de arquitetura de sistema 224 Gbps
Análise de integridade de sinal e suporte de simulação
Orientação de design de soluções de gerenciamento térmico
Serviços de teste e validação no nível do sistema
Garantia de entrega rápida
Com um sistema de gestão de inventário perfeito e uma rede de logística global, garantimos que os clientes P & D e produção em massa de projetosAvanço suave, FornecidoO prazo de entrega mais competitivo, Fornece uma garantia confiável para os planos de listagem de produtos dos clientes.
Serviços de valor agregado
Seminários técnicos e treinamento de produtos
Design de referência e suporte de aplicação
Suporte técnico de campo e análise de falhas
Otimização de custos e recomendações de gerenciamento da cadeia de suprimentos
Para um design de 224 Gbps, a Samtec oferece um conjunto completo de soluções interconectadas, incluindo o principal produto Si-Fly HD de alta densidade de 224 Gbps PAM4 co-empacotado e sistema de cabo próximo a chip.
O sistema de cabo co-encapsulado fornece a transmissão de sinal de menor perda do pacote para o painel frontal ou backplane, ao mesmo tempo em que fornece a maior densidade de sinal. O sistema Si-Fly HD permite que os arquitetos do sistema usem o mesmo conector de substrato elétrico para trocar cabos de cobre para expansão de curto alcance/vertical e módulos ópticos para distância de expansão/expansão lateral.
A conexão de cobre co-encapsulada elimina a perda de inserção na zona de avanço BGA e no PCB. Essa tecnologia possibilita um canal DAC 224G completo e passivo 224G, permitindo uma solução de painel frontal de módulo óptico conectável linear de baixa potência, o que pode trazer grande potencial para conectividade em algumas arquiteturas emergentes de IA.
A solução co-encapsulada Si-Fly HD usa o mesmo conector para cabos de cobre co-encapsulados conectáveis e/ou módulos ópticos co-encapsulados para obter interconexão de alta densidade e alto desempenho em substratos de 95 mm x 95 mm ou menos. Ele suporta até 170 pares diferenciais por polegada quadrada e foi projetado para interconexão de alta densidade e substratos encapsulados. O Si-Fly HD é ideal para uso em módulos de comutação em sistemas que esperam gargalos de largura de banda de 224 Gbps.
O Si-Fly HD contém o cabo Eye Speed Hyper Low Skew da Samtec, caracterizado pelo duplo eixo dielétrico de espuma e o melhor desempenho de integridade de sinal da indústria em PAM4 de 224 Gbps.
Com uma densidade de sinal de 60 pares diferenciais por polegada quadrada, a solução próxima ao chip Samtec Si-Fly HD foi projetada para uso com substratos PCB tradicionais. O comprimento do conector é de 15,90mm e a profundidade é de 21,65mm. O Si-Fly HD próximo ao chip fornece aos arquitetos de sistema as vantagens de integridade de sinal da solução Flyover de ultra-alta densidade e, ao mesmo tempo, mantém os itens de configuração de sistema tradicionais por meio da área de ocupação compatível com PCB.
Samtec FOSFP-2 224 Gbps PAM4 Flyover painel Componentes suportam taxas de dados totais de até 1,6 Tbps PAM4 usando a tecnologia de cabo Samtec Flyover, com contatos conectados diretamente para otimizar a integridade do sinal. Os designers também podem escolher o conector do painel frontal do módulo óptico conectável FOFSP 1600 da Samtec.
A série Si-Fly HD também inclui um sistema de placa intermediária Si-Fly HD, que suporta 60 pares diferenciais por polegada quadrada. Ele pode ser usado para pares diferenciais completos ou configurações híbridas de diferença, extremidade única e fonte de alimentação. O sistema de placa intermediária Si-Fly HD é ideal para uso entre PCB e GPU, por exemplo, em redes de nível blade.
A placa traseira Si-Fly HD pode ser equipada com 32 AWG ou 28 AWG Eye Speed Hyper Low Skew Thinax™, Para 64 pares diferenciais.
Os projetistas do sistema PAM4 de 224 Gbps também estão usando o Samtec Bulls Eye®O sistema de teste de alto desempenho, projetado para testar chips e sistemas com taxas de dados de 200 Gbps, está sendo usado atualmente para caracterizar sinais de até 448 Gbps.
A Samtec continua a desenvolver interconexões de alta velocidade e alto desempenho com base nos modelos em evolução dos órgãos de padrões. A chave para alcançar o próximo nível de velocidade do sinal está na aplicação de tecnologias avançadas, como a tecnologia avançada de pasta de solda. Com o desenvolvimento contínuo da tecnologia, a implementação de 448 Gbps e taxas mais altas será possível, o que impulsionará ainda mais o desenvolvimento em áreas como inteligência artificial, aprendizado de máquina e computação de alto desempenho.
BONCHIP comoProdutos conectados de alta velocidade SamtecParceiros confiáveisE sempre dedicado a fornecer aos clientesProdutos tecnológicos de última geração e serviços de cadeia de suprimentos de alta qualidade. O nossoEquipe profissionalCom uma sólida base técnica e uma vasta experiência no setor, é capaz de fornecer suporte completo, desde o design da arquitetura até a produção em massa para os projetos PAM4 de 224 Gbps dos clientes.
A escolha do BONCHIP é uma combinação perfeita de suporte técnico profissional, qualidade de produto confiável e serviços de cadeia de suprimentos eficientes!
