電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/李彎彎）AI服務(wù)器是 專為人工智能工作負(fù)載設(shè)計(jì)和優(yōu)化的高性能計(jì)算系統(tǒng)，其核心作用是為機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)、大模型訓(xùn)練與推理等任務(wù)提供強(qiáng)大的算力支撐和高效的資源管理。AI服務(wù)器市場(chǎng)前景廣闊，全球AI服務(wù)器預(yù)計(jì)2023年市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到1500億?2000億美元，復(fù)合年增長(zhǎng)率約為28%-32%。

隨著AI技術(shù)的快速發(fā)展，AI服務(wù)器的需求持續(xù)上升，這對(duì)上游的芯片、電子元器件廠商來(lái)說(shuō)是機(jī)會(huì)也是挑戰(zhàn)。在上周的慕尼黑上海電子展上，多家公司展出AI服務(wù)器相關(guān)的創(chuàng)新產(chǎn)品和方案，如SILERGY（矽力杰）、帝奧微、上海永銘等。

矽力杰多通道時(shí)鐘緩沖器方案優(yōu)化AI服務(wù)器主板布局

SILERGY（矽力杰）可以為AI服務(wù)器的主板、電源模塊、光模塊、以太網(wǎng)卡、GPU、NAND、DIMM等多個(gè)模塊提供相應(yīng)的產(chǎn)品和解決方案。如矽力杰的PCle時(shí)鐘緩沖器SQ82100、溫度傳感器SQ5291、功率監(jiān)控器SQS2201/5/6等可以為AI服務(wù)器的主板提供服務(wù)。

PCIe接口常用于服務(wù)器和高性能計(jì)算系統(tǒng)的高速數(shù)據(jù)接口，經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，PCIe接口已經(jīng)從PCIe Gen1(2.5GT/s)演進(jìn)到如今的PCIe Gen6(64GT/s)，在個(gè)人計(jì)算機(jī)、服務(wù)器、工作站、輔助駕駛等電子設(shè)備終端中被廣泛應(yīng)用。

PCIe接口的參考時(shí)鐘為100MHz的差分 HCSL/LP-HCSL 電平信號(hào)。最為常用和可靠的時(shí)鐘架構(gòu)是Common Clock Architecture (CC)，即使用單一的時(shí)鐘緩沖器為多個(gè)PCIe終端設(shè)備提供點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的參考時(shí)鐘。

SQ82100是SILERGY 2023年推出的一款多通道時(shí)鐘緩沖器方案，提供20路超低附加抖動(dòng)的LP-HCSL參考時(shí)鐘，輸出差分阻抗為85Ω。SQ82100高集成的輸出端口可以節(jié)省外部匹配的80個(gè)終端電阻從而優(yōu)化PCB布局。內(nèi)部集成OE，SMBus以及3線SBI (Side Band Interface) 功能以方便控制打開(kāi)或關(guān)閉任何通道，調(diào)節(jié)輸出信號(hào)幅度、阻抗及默認(rèn)下電電平。



矽力杰數(shù)字電源控制器SQ51103、80V電流檢測(cè)運(yùn)放SQ52132/SQ52131可以用于AI服務(wù)器的電源模塊。

數(shù)字電源，是以數(shù)字技術(shù)實(shí)現(xiàn)電源的控制，如電源電壓電流采樣(ADC)、環(huán)路運(yùn)算(PID)、PWM輸出和故障保護(hù)。同時(shí)，MCU搭配PMBus、UART等通信外設(shè)，可以實(shí)現(xiàn)電源的在線監(jiān)測(cè)、遠(yuǎn)程控制、在線下載等功能。

相較于模擬電源，數(shù)字電源的集成度更高，而系統(tǒng)并不隨功能模塊的增加而復(fù)雜化，外圍器件較少，且不存在器件誤差、老化、溫度影響等問(wèn)題，更有利于獲得穩(wěn)定一致的控制參數(shù)，同時(shí)也更易于實(shí)現(xiàn)非線性控制，改善電源的瞬態(tài)響應(yīng)能力。

針對(duì)服務(wù)器電源、通信電源對(duì)高功率密度的要求，矽力杰此前推出了高集成度的數(shù)字電源控制器SQ51103。芯片集成有靈活、可配置的高速硬件環(huán)路外設(shè)，包括模擬前端外設(shè)(AFE)，數(shù)字PID和DPWM模塊，以實(shí)現(xiàn)多種隔離DC-DC電源與AC-DC電源的高速控制。同時(shí)，SQ51103包含62.5MHz的Cortex-M4的數(shù)字核，以及SARADC, PMBus/I2C, UART,Timer, PWM, Capture等多個(gè)通用外設(shè)，方便實(shí)現(xiàn)電源信號(hào)的監(jiān)測(cè)和通信。

除此之外，矽力杰在AI服務(wù)器的光模塊、以太網(wǎng)卡、GPU、NAND、DIMM等部分也有相應(yīng)的產(chǎn)品可以提供服務(wù)，如光模塊部分有16/12bit8ch電壓數(shù)模轉(zhuǎn)換器SQ82968/SQ82928、精密電流檢測(cè)運(yùn)放SQ52102；以太網(wǎng)部分有以太網(wǎng)ESDSYS11U03AMC/SYS14L02DHC；GPU部分有PLD/時(shí)序控制SY33518C、功率監(jiān)視器SQ52205等。

帝奧微創(chuàng)新產(chǎn)品支持芯片級(jí)聯(lián)系統(tǒng)擴(kuò)容，解決信號(hào)衰減問(wèn)題

帝奧微針對(duì)AI服務(wù)器應(yīng)用推出了多款產(chǎn)品，如DIO74812系列、DI3PCIE350、DIO36812等。DIO74812系列是國(guó)內(nèi)首款13CHub，多達(dá)8個(gè)target接口，支持芯片級(jí)聯(lián)系統(tǒng)擴(kuò)容，解決了信號(hào)衰減問(wèn)題；SMBus agent模式隔離13C和I2C網(wǎng)絡(luò)，可以同時(shí)運(yùn)行不同的網(wǎng)絡(luò)，提升網(wǎng)絡(luò)效率。

隨著AI服務(wù)器算力的不斷提升，PCIE接口數(shù)量和內(nèi)存訪問(wèn)速率急劇增長(zhǎng)，由此PCIE和內(nèi)存的控制接口升級(jí)為I3C。I3C(Improved Inter-Integrated Circuit)是I2C(Inter-Integrated Circuit)的升級(jí)版本，旨在提升速度、效率和靈活性，同時(shí)降低功耗。I3C針對(duì)DIMM模塊管理、多節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)系統(tǒng)、智能傳感器網(wǎng)絡(luò)等場(chǎng)景提供一站式解決方案，將推動(dòng)在云計(jì)算、5G基站、嵌入式系統(tǒng)、工業(yè)自動(dòng)化、物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域的規(guī)模化應(yīng)用，并在大數(shù)據(jù)交互，例如AI計(jì)算，嵌入式機(jī)器人系統(tǒng)中有著廣闊前景。



DI3PCIE350集成4個(gè)2選1開(kāi)關(guān)，每個(gè)開(kāi)關(guān)的信號(hào)帶寬高達(dá)11GHz，支持多個(gè)PCIE板卡之間的切換。

服務(wù)器作為互聯(lián)網(wǎng)的綜合業(yè)務(wù)服務(wù)平臺(tái)，承載著為客戶機(jī)提供計(jì)算、存儲(chǔ)等關(guān)鍵應(yīng)用服務(wù)的重任。在云計(jì)算、5G、人工智能等高科技行業(yè)迅猛發(fā)展的推動(dòng)下，服務(wù)器市場(chǎng)需求呈現(xiàn)出爆發(fā)式增長(zhǎng)。大模型不斷發(fā)展，更是將服務(wù)器推至聚光燈下。大模型的應(yīng)用通過(guò)大量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于服務(wù)器中，再利用大規(guī)模預(yù)訓(xùn)練語(yǔ)言模型從數(shù)據(jù)庫(kù)中篩選最優(yōu)結(jié)果，對(duì)服務(wù)器的算力和存儲(chǔ)提出了嚴(yán)苛挑戰(zhàn)。

帝奧微創(chuàng)新推出的DI3PCIE350，成為國(guó)內(nèi)首款專為服務(wù)器設(shè)計(jì)的PCIE3.0開(kāi)關(guān)。這款產(chǎn)品以其寬范圍的工作電壓1.5V至5.5V和高達(dá)11GHz的帶寬，完美適配PCIE3.0高速信號(hào)的切換需求。

在高速信號(hào)傳輸?shù)念I(lǐng)域中，眼圖被視為衡量信號(hào)完整性的關(guān)鍵指標(biāo)。眼圖的清晰度反映了信號(hào)傳輸?shù)臏?zhǔn)確度，而一個(gè)張開(kāi)的眼圖則意味著更高的傳輸質(zhì)量。它允許系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)更大的線損和寄生電容容限，從而提升了布局和走線的靈活性。帝奧微的DI3PCIE350開(kāi)關(guān)在這方面表現(xiàn)出色，即使在10Gbps的高數(shù)據(jù)率下，仍能維持出色的眼圖效果。

疊層高分子固態(tài)鋁電解電容器創(chuàng)新解決AI服務(wù)器網(wǎng)關(guān)痛點(diǎn)

在此次展會(huì)上，上海永銘展出了AI服務(wù)器電源和備用電源BBU的相關(guān)產(chǎn)品，如疊層高分子固態(tài)鋁電解電容、導(dǎo)電高分子鉭電解電容、多層陶瓷片式電容器。

在這個(gè)信息爆炸的時(shí)代，服務(wù)器網(wǎng)關(guān)作為數(shù)字世界的交通樞紐，承載著連接世界的重任。高性能處理器、大容量?jī)?nèi)存以及高速網(wǎng)絡(luò)接口等硬件的升級(jí)，使得網(wǎng)關(guān)能夠處理更加復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)任務(wù)。同時(shí)，高可靠性和高穩(wěn)定性也成為網(wǎng)關(guān)技術(shù)的核心要求，以確保在惡劣的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下仍能保持穩(wěn)定的運(yùn)行。

然而，現(xiàn)有的服務(wù)器網(wǎng)關(guān)在電源管理、濾波能力、散熱性能以及空間布局等方面仍存在著諸多痛點(diǎn)。電源波動(dòng)和紋波噪聲的干擾，可能導(dǎo)致網(wǎng)關(guān)性能下降甚至故障；散熱不良則可能引發(fā)過(guò)熱問(wèn)題，影響網(wǎng)關(guān)的可靠性和壽命；而緊湊的空間布局則對(duì)元器件的集成度和體積提出了更高的要求。

基于這些痛點(diǎn)，疊層高分子固態(tài)鋁電解電容器為服務(wù)器網(wǎng)關(guān)提供可靠的解決方案以保證卓越的性能。疊層高分子固態(tài)鋁電解電容器具有四大顯著優(yōu)勢(shì)：超低ESR：ESR可達(dá)到3mΩ以下，確保平滑電源中的電壓波動(dòng)，降低電源噪聲，提供穩(wěn)定的電力供應(yīng)，確保服務(wù)器網(wǎng)關(guān)的正常運(yùn)行；寬溫穩(wěn)定：優(yōu)良的溫度穩(wěn)定性和較長(zhǎng)的使用壽命，適合在數(shù)據(jù)中心、網(wǎng)關(guān)等高溫環(huán)境中使用；超小型、薄型化：保證PCB空間極致利用；高容量密度：在瞬時(shí)負(fù)載變化時(shí)提供快速的能量支持，確保網(wǎng)關(guān)內(nèi)部電源系統(tǒng)不會(huì)因電壓下降而出現(xiàn)故障。



上海永銘展出了兩款適用于AI服務(wù)器的疊層高分子固態(tài)鋁電解電容器MPD19和MPD28。MPD19，高耐壓設(shè)計(jì)，適用于對(duì)電壓等級(jí)有較高要求的網(wǎng)關(guān)應(yīng)用，確保電源系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性；MPD28，適用于對(duì)電容值要求較高且空間有限的網(wǎng)關(guān)場(chǎng)景，具有超高的容量密度和穩(wěn)定的性能表現(xiàn)。

除此之外，上海永銘也展出了適用于AI服務(wù)器備用電源BBU的產(chǎn)品方形鋰離子超級(jí)電容器和鋰高子超級(jí)電容模組。方形鋰離子超級(jí)電容器SLF系列具有-30°C-+80°℃，100萬(wàn)次循環(huán)壽命，六年以上使用壽命的特性，快速響應(yīng)大電流條件下的電壓波。鋰高子超級(jí)電容模組SLM系列具有-30°C-+80°℃，100萬(wàn)次循環(huán)壽命，六年以上使用壽命的特性，相比傳統(tǒng)UPS，可以幫BBU體積減少50%-70%；重量減經(jīng)50%-60%；充電速度提升5倍。

總結(jié)

可以看到，在AI技術(shù)飛速發(fā)展的背景下，以及大模型的不斷出現(xiàn)及應(yīng)用，AI服務(wù)器在技術(shù)上面臨諸多挑戰(zhàn)，如要求更大的算力、更高的存儲(chǔ)、更快的速度、更低的能耗、更緊湊的空間等等，面對(duì)這些技術(shù)挑戰(zhàn)，產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)都在創(chuàng)新型地推出相應(yīng)的解決方案，來(lái)滿足AI技術(shù)發(fā)展提出的新需求，共同推進(jìn)科技發(fā)展的持續(xù)進(jìn)步。