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        從PCB制造到組裝一站式服務(wù)

        AI硬件設(shè)備中,多層板如何保障算力發(fā)揮?

        2025
        05/08
        本篇文章來(lái)自
        捷多邦

        在人工智能技術(shù)快速發(fā)展的今天,AI硬件設(shè)備對(duì)計(jì)算能力的需求呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。從云端服務(wù)器到邊緣計(jì)算設(shè)備,高性能的PCB(印制電路板)成為保障算力充分發(fā)揮的關(guān)鍵基礎(chǔ)。

         

        一、高密度布線:滿足AI芯片的復(fù)雜互聯(lián)需求

        現(xiàn)代AI芯片(如GPU、TPU)通常集成數(shù)百億個(gè)晶體管,需要極高的引腳數(shù)量和高速互聯(lián)通道。傳統(tǒng)的雙面板或四層板已無(wú)法滿足其布線需求。多層板(通常8層以上)通過(guò)立體布線結(jié)構(gòu),在有限空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的走線,確保信號(hào)完整性的同時(shí)減少干擾。捷多邦采用高密度互聯(lián)(HDI)技術(shù)和微孔工藝,為AI加速卡等設(shè)備提供高達(dá)20層的精密布線方案,充分釋放芯片算力。

         

        二、高速信號(hào)傳輸:降低延遲,提升數(shù)據(jù)吞吐

        AI計(jì)算對(duì)數(shù)據(jù)傳輸速率要求極高,尤其是訓(xùn)練大型模型時(shí),需要處理海量參數(shù)。多層板的專用信號(hào)層和阻抗控制設(shè)計(jì)可有效減少信號(hào)衰減和串?dāng)_。

         

        通過(guò)以下技術(shù)保障高速傳輸: 

        使用低損耗材料(如Megtron 6)降低介電損耗

        嚴(yán)格管控差分對(duì)走線的長(zhǎng)度匹配(±5mil公差)

        優(yōu)化層疊結(jié)構(gòu),避免高頻信號(hào)跨分割參考平面

         

        三、散熱設(shè)計(jì):解決高功耗帶來(lái)的熱挑戰(zhàn)

        AI硬件在運(yùn)行時(shí)的功耗可達(dá)數(shù)百瓦,散熱成為影響算力持續(xù)輸出的關(guān)鍵因素。多層板通過(guò)以下方式提升散熱效率:

         

        內(nèi)置散熱通孔:在芯片下方密集布置導(dǎo)熱孔,快速傳導(dǎo)熱量

        金屬芯結(jié)構(gòu):采用鋁基或銅基板材增強(qiáng)熱擴(kuò)散能力

        局部厚銅設(shè)計(jì):在電源層使用2oz以上銅厚,降低電阻發(fā)熱

         

        四、電源完整性:保障算力穩(wěn)定輸出

        AI芯片的瞬時(shí)電流可達(dá)數(shù)十安培,對(duì)供電系統(tǒng)提出嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。多層板的優(yōu)勢(shì)在于:

         

        獨(dú)立電源層和地層,降低電源阻抗

        分布式去耦電容布局,抑制電壓波動(dòng)

        優(yōu)化電源平面分割,減少噪聲耦合

         

        未來(lái)趨勢(shì):向3D集成演進(jìn)

        隨著chiplet技術(shù)的普及,多層板正朝著嵌入式被動(dòng)元件和硅基互連方向發(fā)展。


        the end