डेटा केंद्रों के लिए कनेक्टर्स डिजाइन करना

आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस (एआई) ने पिछले कुछ वर्षों में इतना ध्यान आकर्षित किया है कि आधुनिक जीवन के बहुत कम क्षेत्रों को किसी तरह से एआई या मशीन लर्निंग (एमएल) से लाभ नहीं होता है। इस वृद्धि ने डेटा केंद्रों पर भारी मांग उत्पन्न की है। डेटा की लगातार बढ़ती मात्रा से निपटने के लिए उनकी वास्तुकला बदल गई है, और इसका समर्थन करने वाला बुनियादी ढांचा डेटा सेंटर वातावरण में विश्वसनीय संचार प्रदान करने के लिए समानांतर में विकसित हुआ है।

नतीजतन, डेटा केंद्रों को विकसित कार्यभार के साथ तालमेल रखने के लिए उच्च गति, कम-विलंबता कनेक्टिविटी समाधान अपनाना चाहिए। पृथक्करण नामक एक नई प्रवृत्ति ने इस आवश्यकता को और भी महत्वपूर्ण बना दिया है।

विशिष्ट आर्किटेक्चर प्रत्येक प्रोसेसर को अपनी मेमोरी प्रदान करते हैं। यह विलंबता को कम रखता है लेकिन इसके परिणामस्वरूप स्मृति संसाधनों का अक्षम उपयोग होता है। चूंकि आवश्यकताएं समय के साथ बदलती रहती हैं, इसलिए एक प्रोसेसर कम गतिविधि की अवधि का अनुभव कर सकता है जबकि दूसरा अतिभारित होता है। परिणाम एक ऐसी स्थिति है जिसमें अतिभारित मॉड्यूल में अपर्याप्त मेमोरी क्षमता होती है जबकि एक आसन्न मॉड्यूल में अतिरिक्त मेमोरी होती है।

पृथक्करण प्रत्येक प्रोसेसर से मेमोरी को हटा देता है और इसे एक एकल संसाधन बनाने के लिए पूल करता है जिसे अधिक प्रभावी ढंग से उपयोग किया जा सकता है। हालाँकि, मेमोरी और प्रोसेसर का यह भौतिक पृथक्करण उच्च-प्रदर्शन कनेक्टिविटी की आवश्यकता पर जोर देता है।

डेटा केंद्रों के लिए PCIe डिज़ाइन संबंधी विचार

नवीनतम डेटा सेंटर आर्किटेक्चर के लिए कनेक्टिविटी का चयन करते समय, इंजीनियरों को ऐसे घटकों का चयन करना चाहिए जो एआई क्रांति की वर्तमान और भविष्य की जरूरतों का समर्थन कर सकें। हालाँकि, यह एकमात्र विचार नहीं है जो कनेक्टर चयन को प्रभावित करता है। इंजीनियरों को यह सुनिश्चित करना चाहिए कि उनके कनेक्टर आवश्यक डेटा थ्रूपुट को संभाल सकते हैं, दीर्घकालिक उपयोग के लिए टिकाऊ हैं, और सरल उन्नयन के लिए मौजूदा सिस्टम के साथ संगत हैं। परिधीय घटक इंटरकनेक्ट एक्सप्रेस (PCIe^®) डेटा केंद्रों में उच्च गति वाले आंतरिक डेटा स्थानांतरण के लिए एक महत्वपूर्ण इंटरकनेक्ट है जो नवीनतम एआई अनुप्रयोगों को शक्ति प्रदान करता है।

ऑपरेटरों के लिए एक और महत्वपूर्ण चिंता गर्मी प्रबंधन है। जैसे-जैसे कंप्यूटिंग बिजली की मांग बढ़ती है, कुछ रैक 100kW तक खींच रहे हैं। यह शक्ति वृद्धि उपकरण द्वारा उत्पन्न गर्मी में समान वृद्धि पैदा करती है। डेटा सेंटर को ठंडा करने के लिए आवश्यक प्रयास इसकी कुल परिचालन लागत का 40 प्रतिशत तक प्रतिनिधित्व कर सकता है।^[1]अमेरिकन सोसाइटी ऑफ हीटिंग, रेफ्रिजरेटिंग एंड एयर कंडीशनिंग इंजीनियर्स (ASHRAE) दिशानिर्देशों के अनुसार, डेटा केंद्रों के लिए अनुशंसित परिवेश का तापमान 64.4°F से 80.6°F (18°C से 27°C) तक होता है।^[2]जैसे-जैसे ऊर्जा की लागत बढ़ती है, कई ऑपरेटर अब उस सीमा के उच्च अंत में काम कर रहे हैं।

कनेक्टर थर्मल प्रबंधन में एक बड़ी भूमिका निभाते हैं। आधुनिक मुद्रित सर्किट बोर्डों (पीसीबी) पर कुछ सबसे बड़े घटकों के रूप में, उनका आकार और प्लेसमेंट एयरफ्लो को प्रभावित कर सकता है और सीधे प्रभावित कर सकता है कि सिस्टम कितना प्रभावी ढंग से ठंडा रहता है।

कनेक्टर के प्रदर्शन पर तापमान के प्रभाव को समझना भी महत्वपूर्ण है। सक्रिय घटकों का उच्च घनत्व या असमान शीतलन हॉटस्पॉट बना सकता है। कनेक्टर्स को उच्च तापमान से अप्रभावित होना चाहिए, न केवल सुरक्षा के लिए बल्कि कनेक्टर की दक्षता बनाए रखने के लिए। उच्च तापमान पर, आगे की गर्मी को बनने से रोकने के लिए कनेक्टर से गुजरने वाले विद्युत प्रवाह को कम करना आवश्यक है।

इसका मतलब है कि डिजाइनरों को मौजूदा बुनियादी ढांचे के साथ संगतता को संतुलित करने, सिस्टम की क्षमता को अधिकतम करने और उपयोग में आने वाले सिस्टम को ठंडा करने की आवश्यकता है। कनेक्टर इन विचारों के लिए महत्वपूर्ण हैं।

अगली पीढ़ी का PCIe कनेक्टर

आधुनिक इंजीनियर की मदद के लिए, एम्फेनॉल एफसीआई ने पीसीआई एक्सप्रेस जेन 5 फ्लिप सीईएम कार्ड एज कनेक्टर जारी किया है। यह मानक PCIe इंटरफ़ेस का उपयोग करता है, जो पहले से ही सेवा में पिछली पीढ़ियों के उपकरणों की श्रृंखला के साथ संगतता सुनिश्चित करता है (चित्रा 1).^[3]हालाँकि, Gen 5 कनेक्टर की डिज़ाइन सुविधाएँ नवीनतम डेटा सेंटर अनुप्रयोगों के लिए प्रमुख लाभ प्रदान करती हैं।

चित्र 1:एम्फेनॉल एफसीआई पीसीआई एक्सप्रेस जनरल 5 फ्लिप सीईएम कार्ड एज कनेक्टर मौजूदा उपकरणों के साथ संगत हैं और पीसीबी कीप-आउट क्षेत्रों में 19.5 प्रतिशत तक की जगह बचाते हैं। (स्रोत: मौसर इलेक्ट्रॉनिक्स)

पारंपरिक PCIe कनेक्टर्स में संपर्कों की दो पंक्तियाँ होती हैं, जिनमें से प्रत्येक को एक दूसरे से 180° अभिविन्यास पर व्यवस्थित किया जाता है, जिससे कनेक्टर बॉडी से बड़ा पीसीबी पदचिह्न बनता है। इसके विपरीत, एम्फेनॉल फ्लिप सीईएम डिज़ाइन संपर्कों की दोनों पंक्तियों को एक ही दिशा में संरेखित करता है, जिससे पीसीबी पदचिह्न 19.5 प्रतिशत तक कम हो जाता है। परिणाम उन अनुप्रयोगों के लिए आदर्श कनेक्टर है जिन्हें पीसीबी के किनारे के करीब रखा जाना चाहिए।

Amphenol Gen 5 PCIe कनेक्टर मौजूदा उपकरणों के साथ संगत है और 5GT/s तक पूर्ण Gen 32 क्षमताएं प्रदान करता है। इसका मजबूत डिज़ाइन वर्तमान डेटा सेंटर आवश्यकताओं का समर्थन करता है और एक स्पष्ट उन्नयन पथ प्रदान करता है क्योंकि प्रौद्योगिकी विकसित होती रहती है।

निष्कर्ष

एआई क्रांति अधिक डेटा की भूख को बढ़ा रही है। डेटा सेंटर आर्किटेक्चर यह सुनिश्चित करने के लिए विकसित हो रहे हैं कि वे न केवल आज की आवश्यकताओं को पूरा करते हैं बल्कि भविष्य की मांगों को समायोजित करने के लिए पर्याप्त मजबूत और लचीले भी हैं।

एम्फेनॉल के पास PCIe इंटरफ़ेस को परिष्कृत करने में वर्षों की विशेषज्ञता है और मौजूदा उपकरणों के साथ संगतता बनाए रखते हुए डेटा सेंटर की जरूरतों को पूरा करने के लिए Gen 5 Flip कनेक्टर विकसित किया है।

रचयिता

डेविड पाइक

स्रोत

[1]https://restservice.epri.com/publicdownload/000000003002028905/0/Product
[2]https://www.ashrae.org//File%20Library/Technical%20Resources/Bookstore/ASHRAE_TC0909_Power_White_Paper_22_June_2016_REVISED.pdf
[3]https://www.mouser.com/new/amphenol/amphenol-pcie-cem-card-edge-connectors/