Veri Merkezleri İçin Bağlantı Tasarımı

Yapay zeka (YZ) son birkaç yılda o kadar çok ilgi gördü ki, modern yaşamın çok az alanı yapay zeka veya makine öğreniminden (ML) herhangi bir şekilde fayda sağlamıyor. Bu büyüme, veri merkezlerine büyük talepler yarattı. Mimarileri, giderek artan veri hacmiyle başa çıkmak için değişmiş ve bunu destekleyen altyapı da paralel olarak gelişerek veri merkezi ortamında güvenilir iletişim sağlamıştır.

Sonuç olarak, veri merkezleri gelişen iş yüklerine ayak uydurmak için yüksek hızlı, düşük gecikmeli bağlantı çözümlerini benimsemek zorundadır. Ayrıştırma adı verilen yeni bir eğilim bu ihtiyacı daha da kritik hale getirdi.

Tipik mimariler her işlemciye kendi belleğini sağlar. Bu gecikmeyi düşük tutar ancak bellek kaynaklarının verimsiz kullanılmasına yol açar. Gereksinimler zamanla değiştiği için, bir işlemci düşük bir etkinlik dönemi yaşarken diğeri aşırı yüklenebilir. Sonuç olarak, aşırı yüklenen modülün yetersiz bellek kapasitesine sahip olduğu bir durum olurken, bitişik modülün fazladan belleği vardır.

Ayrıştırma, her işlemciden belleği alır ve daha etkili kullanılabilecek tek bir kaynak oluşturmak için bir araya getirir. Ancak, bellek ve işlemcinin bu fiziksel ayrımı, yüksek performanslı bağlantı ihtiyacını vurgular.

Veri Merkezleri İçin PCIe Tasarım Dikkate Alınan Unsurlar

En yeni veri merkezi mimarileri için bağlantı seçerken, mühendisler yapay zeka devriminin mevcut ve gelecekteki ihtiyaçlarını destekleyebilecek bileşenleri seçmelidir. Ancak, konnektör seçimini etkileyen tek faktör bu değildir. Mühendisler, konnektörlerinin gerekli veri akışını kaldırabileceğini, uzun vadeli kullanım için dayanıklı olduğundan ve basit yükseltmeler için mevcut sistemlerle uyumlu olduğundan emin olmalıdır. Çevresel Bileşen Bağlantı Ekspresi (PCIe)^®), veri merkezlerinde en yeni yapay zeka uygulamalarını güçlendiren yüksek hızlı dahili veri transferleri için önemli bir bağlantı bağlantısıdır.

Operatörler için bir diğer kritik endişe ise ısı yönetimidir. Hesaplama gücü talebi arttıkça, bazı raflar 100kW'a kadar enerji çekiyor. Bu güç artışı, ekipmanın ürettiği ısıda benzer bir artış yaratır. Bir veri merkezini soğutmak için gereken çaba, toplam işletme maliyetinin yüzde 40'ına kadar çıkabilir.^[1]Amerikan Isıtma, Soğutma ve Klima Mühendisleri Derneği (ASHRAE) yönergelerine göre, veri merkezleri için önerilen ortam sıcaklıkları 64,4°F ile 80,6°F (18°C ile 27°C) arasında değişmektedir.^[2]Enerji maliyetleri arttıkça, birçok operatör artık bu aralığın üst sınırında faaliyet gösteriyor.

Konnektörler termal yönetimde büyük bir rol oynar. Modern basılı devre kartlarının (PCB'ler) en büyük bileşenlerinden bazıları olarak, boyutları ve yerleşimleri hava akışını etkileyebilir ve sistemin ne kadar etkili olduğunu doğrudan etkileyebilir.

Ayrıca, sıcaklığın konnektörün performansı üzerindeki etkisini anlamak da önemlidir. Yüksek aktif bileşen yoğunluğu veya dengesiz soğutma sıcak noktalar yaratabilir. Konnektörler, sadece güvenlik için değil, aynı zamanda konnektörün verimliliğini korumak için yüksek sıcaklıklardan etkilenmemelidir. Yüksek sıcaklıklarda, daha fazla ısı oluşmasını önlemek için bir konnektörden geçen elektrik akımını azaltmak gerekir.

Bu da tasarımcıların mevcut altyapıyla uyumluluğu dengelemesi gerektiği anlamına gelir; sistemlerin kapasitesini maksimize eder ve kullanılan sistemi soğutma ihtiyacını artırır. Bu konularda konnektörler hayati öneme sahiptir.

Yeni Nesil PCIe Konnektör

Modern mühendislere yardımcı olmak için Amphenol FCI, PCI Express Gen 5 Flip CEM kart kenar konnektörünü piyasaya sürdü. Standart PCIe arayüzünü kullanır ve önceki nesillerin ekipman dizisiyle uyumluluğu sağlar (Şekil 1).^[3]Ancak, Gen 5 konnektörünün tasarım özellikleri, en son veri merkezi uygulamaları için önemli avantajlar sağlar.

Şekil 1:Amphenol FCI PCI Gen 5 Flip CEM kart kenar konnektörleri mevcut ekipmanlarla uyumludur ve PCB tutma alanlarında %19,5'e kadar alan tasarrufu sağlar. (Kaynak: Mouser Electronics)

Geleneksel PCIe konnektörleri, her biri birbirine 180° yön içinde düzenlenmiş iki sıra temas içerir ve bu da konnektör gövdesinden daha büyük bir PCB alanı oluşturur. Buna karşılık, Amphenol Flip CEM tasarımı her iki kontak satırını aynı yönde hizalamış ve PCB ayak izini %19,5'e kadar azaltmaktadır. Sonuç olarak, PCB'nin kenarına yakın yerleştirilmesi gereken uygulamalar için ideal bir konnektör ortaya çıkar.

Amphenol Gen 5 PCIe konnektörü mevcut ekipmanlarla uyumludur ve 32GT/s'ye kadar tam Gen 5 yetenekleri sunar. Sağlam tasarımı, mevcut veri merkezi ihtiyaçlarını destekler ve teknoloji gelişmeye devam ederken net bir yükseltme yolu sunar.

Sonuç

Yapay zeka devrimi, daha fazla veri talebini artırıyor. Veri merkezi mimarileri, sadece günümüz gereksinimlerini karşılamakla kalmayıp, aynı zamanda gelecekteki talepleri karşılayacak kadar sağlam ve esnek olmalarını sağlamak üzere evrilmektedir.

Amphenol, PCIe arayüzünü geliştirme konusunda yılların deneyimine sahip ve mevcut ekipmanlarla uyumluluğu korurken gelişen veri merkezi ihtiyaçlarını desteklemek üzere Gen 5 Flip konnektörünü geliştirmiştir.

Yazar

David Pike

Kaynaklar

[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/