電子發(fā)燒友網報道（文/李彎彎）AI服務器是 專為人工智能工作負載設計和優(yōu)化的高性能計算系統(tǒng)，其核心作用是為機器學習、深度學習、大模型訓練與推理等任務提供強大的算力支撐和高效的資源管理。AI服務器市場前景廣闊，全球AI服務器預計2023年市場規(guī)模將達到1500億?2000億美元，復合年增長率約為28%-32%。

隨著AI技術的快速發(fā)展，AI服務器的需求持續(xù)上升，這對上游的芯片、電子元器件廠商來說是機會也是挑戰(zhàn)。在上周的慕尼黑上海電子展上，多家公司展出AI服務器相關的創(chuàng)新產品和方案，如SILERGY（矽力杰）、帝奧微、上海永銘等。

矽力杰多通道時鐘緩沖器方案優(yōu)化AI服務器主板布局

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

PCIe接口常用于服務器和高性能計算系統(tǒng)的高速數據接口，經過多年發(fā)展，PCIe接口已經從PCIe Gen1(2.5GT/s)演進到如今的PCIe Gen6(64GT/s)，在個人計算機、服務器、工作站、輔助駕駛等電子設備終端中被廣泛應用。

PCIe接口的參考時鐘為100MHz的差分 HCSL/LP-HCSL 電平信號。最為常用和可靠的時鐘架構是Common Clock Architecture (CC)，即使用單一的時鐘緩沖器為多個PCIe終端設備提供點對點的參考時鐘。

SQ82100是SILERGY 2023年推出的一款多通道時鐘緩沖器方案，提供20路超低附加抖動的LP-HCSL參考時鐘，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個終端電阻從而優(yōu)化PCB布局。內部集成OE，SMBus以及3線SBI (Side Band Interface) 功能以方便控制打開或關閉任何通道，調節(jié)輸出信號幅度、阻抗及默認下電電平。



矽力杰數字電源控制器SQ51103、80V電流檢測運放SQ52132/SQ52131可以用于AI服務器的電源模塊。

數字電源，是以數字技術實現電源的控制，如電源電壓電流采樣(ADC)、環(huán)路運算(PID)、PWM輸出和故障保護。同時，MCU搭配PMBus、UART等通信外設，可以實現電源的在線監(jiān)測、遠程控制、在線下載等功能。

相較于模擬電源，數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雜化，外圍器件較少，且不存在器件誤差、老化、溫度影響等問題，更有利于獲得穩(wěn)定一致的控制參數，同時也更易于實現非線性控制，改善電源的瞬態(tài)響應能力。

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

除此之外，矽力杰在AI服務器的光模塊、以太網卡、GPU、NAND、DIMM等部分也有相應的產品可以提供服務，如光模塊部分有16/12bit8ch電壓數模轉換器SQ82968/SQ82928、精密電流檢測運放SQ52102；以太網部分有以太網ESDSYS11U03AMC/SYS14L02DHC；GPU部分有PLD/時序控制SY33518C、功率監(jiān)視器SQ52205等。

帝奧微創(chuàng)新產品支持芯片級聯(lián)系統(tǒng)擴容，解決信號衰減問題

帝奧微針對AI服務器應用推出了多款產品，如DIO74812系列、DI3PCIE350、DIO36812等。DIO74812系列是國內首款13CHub，多達8個target接口，支持芯片級聯(lián)系統(tǒng)擴容，解決了信號衰減問題；SMBus agent模式隔離13C和I2C網絡，可以同時運行不同的網絡，提升網絡效率。

隨著AI服務器算力的不斷提升，PCIE接口數量和內存訪問速率急劇增長，由此PCIE和內存的控制接口升級為I3C。I3C(Improved Inter-Integrated Circuit)是I2C(Inter-Integrated Circuit)的升級版本，旨在提升速度、效率和靈活性，同時降低功耗。I3C針對DIMM模塊管理、多節(jié)點存儲系統(tǒng)、智能傳感器網絡等場景提供一站式解決方案，將推動在云計算、5G基站、嵌入式系統(tǒng)、工業(yè)自動化、物聯(lián)網等領域的規(guī)?；瘧?，并在大數據交互，例如AI計算，嵌入式機器人系統(tǒng)中有著廣闊前景。



DI3PCIE350集成4個2選1開關，每個開關的信號帶寬高達11GHz，支持多個PCIE板卡之間的切換。

服務器作為互聯(lián)網的綜合業(yè)務服務平臺，承載著為客戶機提供計算、存儲等關鍵應用服務的重任。在云計算、5G、人工智能等高科技行業(yè)迅猛發(fā)展的推動下，服務器市場需求呈現出爆發(fā)式增長。大模型不斷發(fā)展，更是將服務器推至聚光燈下。大模型的應用通過大量數據存儲于服務器中，再利用大規(guī)模預訓練語言模型從數據庫中篩選最優(yōu)結果，對服務器的算力和存儲提出了嚴苛挑戰(zhàn)。

帝奧微創(chuàng)新推出的DI3PCIE350，成為國內首款專為服務器設計的PCIE3.0開關。這款產品以其寬范圍的工作電壓1.5V至5.5V和高達11GHz的帶寬，完美適配PCIE3.0高速信號的切換需求。

在高速信號傳輸的領域中，眼圖被視為衡量信號完整性的關鍵指標。眼圖的清晰度反映了信號傳輸的準確度，而一個張開的眼圖則意味著更高的傳輸質量。它允許系統(tǒng)設計時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開關在這方面表現出色，即使在10Gbps的高數據率下，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服務器網關痛點

在此次展會上，上海永銘展出了AI服務器電源和備用電源BBU的相關產品，如疊層高分子固態(tài)鋁電解電容、導電高分子鉭電解電容、多層陶瓷片式電容器。

在這個信息爆炸的時代，服務器網關作為數字世界的交通樞紐，承載著連接世界的重任。高性能處理器、大容量內存以及高速網絡接口等硬件的升級，使得網關能夠處理更加復雜的網絡任務。同時，高可靠性和高穩(wěn)定性也成為網關技術的核心要求，以確保在惡劣的網絡環(huán)境下仍能保持穩(wěn)定的運行。

然而，現有的服務器網關在電源管理、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。電源波動和紋波噪聲的干擾，可能導致網關性能下降甚至故障；散熱不良則可能引發(fā)過熱問題，影響網關的可靠性和壽命；而緊湊的空間布局則對元器件的集成度和體積提出了更高的要求。

基于這些痛點，疊層高分子固態(tài)鋁電解電容器為服務器網關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：超低ESR：ESR可達到3mΩ以下，確保平滑電源中的電壓波動，降低電源噪聲，提供穩(wěn)定的電力供應，確保服務器網關的正常運行；寬溫穩(wěn)定：優(yōu)良的溫度穩(wěn)定性和較長的使用壽命，適合在數據中心、網關等高溫環(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：在瞬時負載變化時提供快速的能量支持，確保網關內部電源系統(tǒng)不會因電壓下降而出現故障。



上海永銘展出了兩款適用于AI服務器的疊層高分子固態(tài)鋁電解電容器MPD19和MPD28。MPD19，高耐壓設計，適用于對電壓等級有較高要求的網關應用，確保電源系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性；MPD28，適用于對電容值要求較高且空間有限的網關場景，具有超高的容量密度和穩(wěn)定的性能表現。

除此之外，上海永銘也展出了適用于AI服務器備用電源BBU的產品方形鋰離子超級電容器和鋰高子超級電容模組。方形鋰離子超級電容器SLF系列具有-30°C-+80°℃，100萬次循環(huán)壽命，六年以上使用壽命的特性，快速響應大電流條件下的電壓波。鋰高子超級電容模組SLM系列具有-30°C-+80°℃，100萬次循環(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50%-60%；充電速度提升5倍。

總結

可以看到，在AI技術飛速發(fā)展的背景下，以及大模型的不斷出現及應用，AI服務器在技術上面臨諸多挑戰(zhàn)，如要求更大的算力、更高的存儲、更快的速度、更低的能耗、更緊湊的空間等等，面對這些技術挑戰(zhàn)，產業(yè)鏈企業(yè)都在創(chuàng)新型地推出相應的解決方案，來滿足AI技術發(fā)展提出的新需求，共同推進科技發(fā)展的持續(xù)進步。