Merancang Konektor untuk Pusat Data

Kecerdasan buatan (AI) telah mengumpulkan begitu banyak perhatian selama beberapa tahun terakhir sehingga sangat sedikit bidang kehidupan modern yang tidak mendapat manfaat dari AI atau pembelajaran mesin (ML) dalam beberapa hal. Pertumbuhan ini telah menghasilkan tuntutan yang sangat besar pada pusat data. Arsitektur mereka telah berubah untuk mengatasi volume data yang terus meningkat, dan infrastruktur yang mendukungnya telah berkembang secara paralel untuk menyediakan komunikasi yang andal di lingkungan pusat data.

Akibatnya, pusat data harus mengadopsi solusi konektivitas berkecepatan tinggi dan latensi rendah untuk mengimbangi beban kerja yang terus berkembang. Tren baru yang disebut pemisahan telah membuat kebutuhan ini semakin kritis.

Arsitektur tipikal menyediakan setiap prosesor dengan memorinya sendiri. Ini membuat latensi tetap rendah tetapi menghasilkan penggunaan sumber daya memori yang tidak efisien. Karena persyaratan bervariasi dari waktu ke waktu, prosesor mungkin mengalami periode aktivitas rendah sementara yang lain kelebihan beban. Hasilnya adalah situasi di mana modul yang kelebihan beban memiliki kapasitas memori yang tidak mencukupi sementara modul yang berdekatan memiliki memori cadangan.

Pemisahan menghapus memori dari setiap prosesor dan mengkumpulkannya untuk membuat satu sumber daya yang dapat digunakan secara lebih efektif. Namun, pemisahan fisik memori dan prosesor ini menekankan perlunya konektivitas berkinerja tinggi.

Pertimbangan Desain PCIe untuk Pusat Data

Saat memilih konektivitas untuk arsitektur pusat data terbaru, insinyur harus memilih komponen yang dapat mendukung kebutuhan revolusi AI saat ini dan masa depan. Namun, ini bukan satu-satunya pertimbangan yang memengaruhi pemilihan konektor. Insinyur harus memastikan bahwa konektor mereka dapat menangani throughput data yang diperlukan, tahan lama untuk penggunaan jangka panjang, dan kompatibel dengan sistem yang ada untuk peningkatan sederhana. Interkoneksi Komponen Periferal Express (PCIe^®) adalah interkoneksi utama untuk transfer data internal berkecepatan tinggi di pusat data yang mendukung aplikasi AI terbaru.

Perhatian kritis lainnya bagi operator adalah manajemen panas. Seiring dengan meningkatnya permintaan daya komputasi, beberapa rak menarik sebanyak 100kW. Peningkatan daya ini menciptakan peningkatan panas yang serupa yang dihasilkan oleh peralatan. Upaya yang diperlukan untuk mendinginkan pusat data dapat mewakili hingga 40 persen dari total biaya operasionalnya.^[1]Menurut pedoman American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers (ASHRAE), suhu sekitar yang direkomendasikan untuk pusat data berkisar antara 64.4°F hingga 80.6°F (18°C hingga 27°C).^[2]Seiring dengan meningkatnya biaya energi, banyak operator sekarang beroperasi di ujung yang lebih tinggi dari kisaran itu.

Konektor memainkan peran besar dalam manajemen termal. Sebagai beberapa komponen terbesar pada papan sirkuit tercetak (PCB) modern, ukuran dan penempatannya dapat memengaruhi aliran udara dan secara langsung memengaruhi seberapa efektif sistem tetap dingin.

Penting juga untuk memahami pengaruh suhu pada kinerja konektor. Kepadatan komponen aktif yang tinggi atau pendinginan yang tidak merata dapat menciptakan hotspot. Konektor tidak boleh terpengaruh oleh suhu yang lebih tinggi, tidak hanya untuk keamanan tetapi untuk menjaga efisiensi konektor itu sendiri. Pada suhu tinggi, perlu untuk mengurangi arus listrik yang melewati konektor untuk mencegah terciptanya panas lebih lanjut.

Ini berarti desainer perlu menyeimbangkan kompatibilitas dengan infrastruktur yang ada, memaksimalkan kemampuan sistem dan kebutuhan untuk mendinginkan sistem yang digunakan. Konektor sangat penting untuk pertimbangan ini.

Konektor PCIe Generasi Berikutnya

Untuk membantu insinyur modern, Amphenol FCI telah merilis konektor tepi kartu PCI Express Gen 5 Flip CEM. Ini menggunakan antarmuka PCIe standar, memastikan kompatibilitas dengan rangkaian peralatan dari generasi sebelumnya yang sudah beroperasi (Gambar 1).^[3]Namun, fitur desain konektor Gen 5 memberikan keunggulan utama untuk aplikasi pusat data terbaru.

Gambar 1:Konektor tepi kartu Amphenol FCI PCI Express Gen 5 Flip CEM kompatibel dengan peralatan yang ada dan menghemat ruang hingga 19,5 persen di area pencegah PCB. (Sumber: Mouser Electronics)

Konektor PCIe tradisional memiliki dua baris kontak, masing-masing diatur pada orientasi 180 ° satu sama lain, menciptakan jejak PCB yang lebih besar dari badan konektor. Sebaliknya, desain Amphenol Flip CEM menyelaraskan kedua baris kontak ke arah yang sama, mengurangi jejak PCB hingga 19,5 persen. Hasilnya adalah konektor yang ideal untuk aplikasi yang harus ditempatkan dekat dengan tepi PCB.

Konektor PCIe Amphenol Gen 5 kompatibel dengan peralatan yang ada dan menawarkan kemampuan Gen 5 penuh hingga 32GT/s. Desainnya yang kuat mendukung kebutuhan pusat data saat ini dan menawarkan jalur peningkatan yang jelas seiring dengan perkembangan teknologi.

Kesimpulan

Revolusi AI mendorong selera akan lebih banyak data. Arsitektur pusat data berkembang untuk memastikan bahwa mereka tidak hanya memenuhi persyaratan saat ini tetapi juga kuat dan cukup fleksibel untuk mengakomodasi permintaan di masa mendatang.

Amphenol memiliki keahlian bertahun-tahun dalam menyempurnakan antarmuka PCIe dan mengembangkan konektor Flip Gen 5 untuk mendukung kebutuhan pusat data yang berkembang sambil mempertahankan kompatibilitas dengan peralatan yang ada.

Penulis

David Pike

Sumber

[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/