Merancang Penyambung untuk Pusat Data

Kecerdasan buatan (AI) telah mendapat begitu banyak perhatian sejak beberapa tahun kebelakangan ini sehingga sangat sedikit bidang kehidupan moden yang tidak mendapat manfaat daripada AI atau pembelajaran mesin (ML) dalam beberapa cara. Pertumbuhan ini telah menjana permintaan yang besar pada pusat data. Seni bina mereka telah berubah untuk menampung jumlah data yang semakin meningkat, dan infrastruktur yang menyokongnya telah berkembang selari untuk menyediakan komunikasi yang boleh dipercayai dalam persekitaran pusat data.

Akibatnya, pusat data mesti menggunakan penyelesaian sambungan berkelajuan tinggi dan kependaman rendah untuk mengikuti beban kerja yang berkembang. Trend baharu yang dipanggil pemisahan telah menjadikan keperluan ini lebih kritikal.

Seni bina biasa menyediakan setiap pemproses dengan memorinya sendiri. Ini mengekalkan kependaman rendah tetapi mengakibatkan penggunaan sumber memori yang tidak cekap. Memandangkan keperluan berbeza-beza dari semasa ke semasa, pemproses mungkin mengalami tempoh aktiviti yang rendah manakala yang lain dibebankan. Hasilnya ialah situasi di mana modul yang berlebihan mempunyai kapasiti memori yang tidak mencukupi manakala modul bersebelahan mempunyai memori ganti.

Pemisahan mengalih keluar memori daripada setiap pemproses dan mengkumpulkannya untuk mencipta satu sumber yang boleh digunakan dengan lebih berkesan. Walau bagaimanapun, pemisahan fizikal memori dan pemproses ini menekankan keperluan untuk sambungan berprestasi tinggi.

Pertimbangan Reka Bentuk PCIe untuk Pusat Data

Apabila memilih sambungan untuk seni bina pusat data terkini, jurutera mesti memilih komponen yang boleh menyokong keperluan semasa dan masa hadapan revolusi AI. Walau bagaimanapun, ini bukan satu-satunya pertimbangan yang mempengaruhi pemilihan penyambung. Jurutera mesti memastikan bahawa penyambung mereka boleh mengendalikan pemprosesan data yang diperlukan, tahan lama untuk kegunaan jangka panjang dan serasi dengan sistem sedia ada untuk peningkatan mudah. Interkoneksi Komponen Persisian Ekspres (PCIe^®) ialah sambungan utama untuk pemindahan data dalaman berkelajuan tinggi di pusat data yang menggerakkan aplikasi AI terkini.

Satu lagi kebimbangan kritikal bagi pengendali ialah pengurusan haba. Apabila permintaan kuasa pengkomputeran meningkat, sesetengah rak menarik sebanyak 100kW. Peningkatan kuasa ini mewujudkan peningkatan yang sama dalam haba yang dihasilkan oleh peralatan. Usaha yang diperlukan untuk menyejukkan pusat data boleh mewakili sehingga 40 peratus daripada jumlah kos operasinya.^[1]Menurut garis panduan American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers (ASHRAE), suhu ambien yang disyorkan untuk pusat data berkisar antara 64.4°F hingga 80.6°F (18°C hingga 27°C).^[2]Apabila kos tenaga meningkat, banyak pengendali kini beroperasi di hujung yang lebih tinggi daripada julat itu.

Penyambung memainkan peranan besar dalam pengurusan haba. Sebagai beberapa komponen terbesar pada papan litar bercetak (PCB) moden, saiz dan penempatannya boleh menjejaskan aliran udara dan secara langsung memberi kesan kepada keberkesanan sistem kekal sejuk.

Ia juga penting untuk memahami kesan suhu terhadap prestasi penyambung. Ketumpatan komponen aktif yang tinggi atau penyejukan yang tidak sekata boleh mewujudkan titik panas. Penyambung mesti tidak terjejas oleh suhu yang lebih tinggi, bukan semata-mata untuk keselamatan tetapi untuk mengekalkan kecekapan penyambung itu sendiri. Pada suhu tinggi, adalah perlu untuk mengurangkan arus elektrik yang melalui penyambung untuk mengelakkan haba selanjutnya daripada dicipta.

Ini bermakna pereka bentuk perlu mengimbangi keserasian dengan infrastruktur sedia ada, memaksimumkan keupayaan sistem dan keperluan untuk menyejukkan sistem yang digunakan. Penyambung adalah penting untuk pertimbangan ini.

Penyambung PCIe Generasi Seterusnya

Untuk membantu jurutera moden, Amphenol FCI telah mengeluarkan penyambung tepi kad PCI Express Gen 5 Flip CEM. Ia menggunakan antara muka PCIe standard, memastikan keserasian dengan pelbagai peralatan daripada generasi terdahulu yang sudah dalam perkhidmatan (Rajah 1).^[3]Walau bagaimanapun, ciri reka bentuk penyambung Gen 5 memberikan kelebihan utama untuk aplikasi pusat data terkini.

Rajah 1:Penyambung tepi kad Amphenol FCI PCI Express Gen 5 Flip CEM serasi dengan peralatan sedia ada dan menjimatkan sehingga 19.5 peratus ruang di kawasan penjauhan PCB. (Sumber: Mouser Electronics)

Penyambung PCIe tradisional mempunyai dua baris kenalan, masing-masing disusun pada orientasi 180° antara satu sama lain, mewujudkan jejak PCB yang lebih besar daripada badan penyambung. Sebaliknya, reka bentuk Amphenol Flip CEM menyelaraskan kedua-dua baris kenalan ke arah yang sama, mengurangkan jejak PCB sehingga 19.5 peratus. Hasilnya ialah penyambung yang sesuai untuk aplikasi yang mesti diletakkan berhampiran dengan tepi PCB.

Penyambung Amphenol Gen 5 PCIe serasi dengan peralatan sedia ada dan menawarkan keupayaan Gen 5 penuh sehingga 32GT/s. Reka bentuknya yang teguh menyokong keperluan pusat data semasa dan menawarkan laluan peningkatan yang jelas apabila teknologi terus berkembang.

Kesimpulannya

Revolusi AI memacu selera untuk lebih banyak data. Senibina pusat data berkembang untuk memastikan ia bukan sahaja memenuhi keperluan hari ini tetapi juga teguh dan cukup fleksibel untuk menampung permintaan masa hadapan.

Amphenol mempunyai kepakaran bertahun-tahun memperhalusi antara muka PCIe dan membangunkan penyambung Gen 5 Flip untuk menyokong keperluan pusat data yang berkembang sambil mengekalkan keserasian dengan peralatan sedia ada.

Pengarang

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/