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连接器创新方案解决板端I/O带宽传输速度瓶颈

2018年03月27日 07:50 次阅读

数据处理器和SerDes的数据传输速度继续猛增,对安装在面板上的I/O连接器性能要求与日俱增。I/O面板很快就会成为一个限制通信和减缓系统运行速度的瓶颈。计算机及其用户都讨厌传输速度太慢浪费宝贵的时间。

目前一种解决方案是不断研发新的可插拔I/O连接器,包括SFP、QSFP、MicroQSFP、QSFP-DD和OSFP。每次迭代都提供了比上次更高的数据传输速度,同时占用了更少的面板空间。新的OSFP架构在每条1RU线卡上可提供高达32 400 Gb/s的端口,使每个接口位的流量能到12.8Tb/s。更小尺寸双密度QSFP模块能36个组合在一起,总流量可到14.4Tb/s。这些高密度连接器比目前的市场需求领先一点,但下一代服务器可能正在寻找在1RU面板上传输15 TB数据的能力。通过多个高密度电缆组件传输这么大流量数据至少会带来两个挑战。

第一,将所有连接器密集安装在如此小的地方,将导致大量的热量积累。在一个完整配置的面板中,连接器会堆叠,甚至在中心位成排安装,这很难确保冷却气流能够在每个模块中充分循环。增加冷却风扇可以有助散热,但也限制面板连接器的密度。标准接口的规格和设计会尽量减少功耗,但挑战依然存在。系统设计者必须仔细平衡所有的性能,包括总数据流量、面板密度、功耗、冷却方式和范围,当然还有成本。

其次,随着数据传输速度的不断提高,装有I/O连接器电缆中铜线的标准也必须提高。较长的电缆需要更大的导体,从而尽量减少衰减。像AWG 24号线的导体的屏蔽也会造成大的制造问题。大型导体使电缆变得坚硬和笨重;这对于数百个级电缆组件联结时变得很困难。采用积极的互连技术如装有 Spectra7平衡芯片的“Gauge Changer™”技术。可以允许使用24号的导体,这在最近的DesignCon 2018 Expo展览会上得到证实。使用有源光缆是缩小外部电缆组件尺寸的另一种解决方案。

另一种选择是在PCB上的使用光学收发器。它具备几个优势,包括:

收发器模块可装在与处理器或SerDes很近的位置,从而最小化铜迹损耗和失真。将这些高速信号从PCB上移开,可以简化板的设计,提高信号的完整性,并减少对更昂贵的层压板材的需求。

第二,一旦转换为光信号,信号就不受EMI干扰。光纤可通过MT、MTP或MXC型舱壁连接器来连接。这些连接器尺寸小,可以安装更多的连接器安装在面板上,使单位面积的总数据流量更高。

将光收发器安装在离PCB边缘远点的地方,可以减少面板上的热集中,使热负荷降到最低。

Samtec是最早开发用于箱内光收发模块的连接器制造商之一。他们的萤火虫微型天桥系统即适合铜线也适合光纤收发器。

几年前,FCI电子公司(现在已被AmphenicICC收购)、Molex和TE ConnecTIvity推出有竞争力的12&TImes;25 GB全双工中板光学收发器。大约一年之内,Molex和TE ConnecTIvity都悄悄地撤回了他们的收发器,理由是缺乏市场需求和管理标准。

今天,AmphenICC 板端收发器,以及Finisar 25g板端光学组件和Luctera 8 X 26 GB收发器,仍然是目前这一市场上为数不多的连接器。

然而,板端光学收发器仍然需要新的发展.。以色列的DustPhotonics公司预计将在OFC 2018会议上推出一款8&TImes;56 GB的板端收发器,该收发器使用了QSFP-DD连接器。

所有这些模块都是很专业的设计,业界都十分关注这些设计。

这个市场的行业标准正在得到解决,COBO(板端光学联合会)在OFC会议上发布对中板的光模块以及相关的连接器的规格。其目的是提供一个开放标准,随着云数据中心的扩大使市场在互连方案更有序。尽管光学收发器技术,无论是短距离还是长距离传输,光学收发器技术都能满足,但COBO似乎更侧重于长距离的应用。

当OEM厂家需要在每平方毫米上需要另一层级TB传输流量时,板端光学收发器也许能满足需求。除了具备显著的信号密度优势外,每个信道的功耗也显著降低。

采用COBO标准的新的光学收发器是否会冲击现有的长距离CDFP和CFP8技术,这个还不是很明朗。由于业界下一代设备的目标是装配400 Gb端口,采用先进的I/O互连技术是赢得胜利的关键。(感谢原文作者:Robert Hult   编译:深圳市连接器行业协会 李亦平

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发表于 2018-03-20 11:31 424次阅读
PCB镀覆废液在综合利用上投资,能够节约资金降低...

根据经验总结的PCB设计完成后需要检查的内容

检查高频、高速、时钟及其他脆弱信号线,是否回路面积最小、是否远离干扰源、是否有多余的过孔和绕线、是否...

发表于 2018-03-20 11:25 543次阅读
根据经验总结的PCB设计完成后需要检查的内容

PCB布局布线的100个基本问题解答

在电子产品设计中,PCB 布局布线是最重要的一步,PCB 布局布线的好坏将直接影响电路的性能。现在,...

发表于 2018-03-20 10:03 648次阅读
PCB布局布线的100个基本问题解答

到底该学哪个PCB设计软件,三大PCB设计软件介...

PADS的前身是 POWER PCB ,这个软件界面菜单很少,上手不难。我估计也是这一点能得到了市场...

发表于 2018-03-20 08:55 622次阅读
到底该学哪个PCB设计软件,三大PCB设计软件介...

IP无绳电话PCB电路原理图

IP电话其实就是通信网络通过TCP/IP协议实现的一种电话应用而已,而这种应用主要包括PC to P...

发表于 2018-03-18 10:56 644次阅读
IP无绳电话PCB电路原理图

PCB工程师面试题_这些你是否都会

以下是深圳某公司的PCB工程师面试题目,来试下你会几题。(答案在最下方) 一、填空 1.PCB上的互...

发表于 2018-03-17 11:51 774次阅读
PCB工程师面试题_这些你是否都会

射频/微波PCB设计详情

如今的电子产品已经不再像上世纪 70 年代的电视和电冰箱一样,消费者每隔十年才更新换代一次。现在几乎...

发表于 2018-03-17 11:47 590次阅读
射频/微波PCB设计详情

PCB阻焊工序常见的品质问题及改善措施

阻焊是印刷在PCB表面的一层油墨,它既起到绝缘作用,又起到保护铜面的作用,更起到美观漂亮的作用,它就...

发表于 2018-03-17 11:11 617次阅读
PCB阻焊工序常见的品质问题及改善措施

封装/PCB系统设计需要进行热分析

如今越来越多的封装/ PCB系统设计需要进行热分析。功耗是封装/ PCB系统设计中的关键问题,需要仔...

发表于 2018-03-17 11:08 665次阅读
封装/PCB系统设计需要进行热分析

如何处理PCB设计过程中共阻抗及抑制问题?

共阻干扰是由PCB上大量的地线造成。

发表于 2018-03-16 16:46 630次阅读
如何处理PCB设计过程中共阻抗及抑制问题?

10条EMC设计建议

地平面的设计。低感抗的地回路是PCB设计过程中抑制EMC问题的最有效方法。扩大地平面区域,降低地回路...

发表于 2018-03-16 14:06 573次阅读
10条EMC设计建议

覆铜板是下游PCB的核心材料,也是PCB原材料成...

覆铜板是下游PCB的核心材料,占PCB原材料成本最高,约为35%,而覆铜板的原材料中,铜箔占30%~...

发表于 2018-03-16 11:48 1748次阅读
覆铜板是下游PCB的核心材料,也是PCB原材料成...

电子元器件的支撑体PCB基材成分及特性

PCB,中文名称为印制电路板,又称印刷线路板,是重要的电子部件,是电子元器件的支撑体,是电子元器件电...

发表于 2018-03-16 11:30 649次阅读
电子元器件的支撑体PCB基材成分及特性

一个关于LPUART输出异常问题分享

使用STM32L496的Nucleo板的LPUART 做打印输出时,电脑端始终没法出现任何信息。 ...

发表于 2018-03-16 10:12 476次阅读
一个关于LPUART输出异常问题分享

埋容PCB的概念与设计

一.埋容概念 使用特殊材料制作成的电容,并将其放入PCB的内层。 (FaradFlex埋...

发表于 2018-03-16 09:32 597次阅读
埋容PCB的概念与设计

PCB抄板步骤和反抄板对策详解

PCB抄板的技术实现过程简单来说,就是先将要抄板的电路板进行扫描,记录详细的元器件位置,然后将元器件...

发表于 2018-03-16 08:39 4939次阅读
PCB抄板步骤和反抄板对策详解

PCB焊接质量的因素及画PCB图时的建议

焊接厂本身无法逾越的环节就是PCB画图的环节。由于做电路设计的人往往不焊电路板从而无法获得直接的焊接...

发表于 2018-03-16 08:35 514次阅读
PCB焊接质量的因素及画PCB图时的建议

RF和混合信号PCB布局最佳指南(专家应用笔记)

摘要: 摘要:本应用笔记提供关于射频(RF)印刷电路板(PCB)设计和布局的指导及建议,包括关于混合...

发表于 2018-03-15 18:15 1958次阅读
RF和混合信号PCB布局最佳指南(专家应用笔记)

PCB布线与设计制造的10条黄金法则

本文以下内容介绍了电子设计工程师在使用设计软件进行PCB布局设计及制造时应牢记并践行的十条最有效的设...

发表于 2018-03-15 14:53 431次阅读
PCB布线与设计制造的10条黄金法则

PCB的生产制造过程涉及到多种物理或化学工艺,污...

PCB同仁都知道,由于PCB的生产制造过程涉及到多种物理或化学工艺,生产工艺较为复杂,会产生废水、废...

发表于 2018-03-15 14:51 837次阅读
PCB的生产制造过程涉及到多种物理或化学工艺,污...