Bei der Reaktion auf die erwarteten Datenverarbeitungsanforderungen von Rechenzentren und Infrastrukturen mit künstlicher Intelligenz (KI) stellen Designer schnell fest, dass die heutigen Konnektivitätslösungen hinsichtlich der Anzahl der Kanäle, der Bandbreite und der Stromversorgungsmöglichkeiten begrenzt sind. Verschiedene Lösungen sind außerdem hinsichtlich der Funktionen, unterschiedlichen Geräteformen und Steckerkonfigurationen sehr unterschiedlich und weisen Probleme wie schwierige Wartung, unzureichende Wärmeableitung und Schwierigkeiten bei der Aufrüstung auf.
Die Lösung dieser Probleme besteht in der Verwendung eines steckbaren Mehrzweckmoduls (PMM). Wie im Standard SFF-TA-1034 der SFF TA Technical Working Group der Storage Network Industry Association (SNIA) beschrieben, ist das PMM ein standardisiertes Modul, das Hochgeschwindigkeits- und Hochleistungs-Hardwareunterstützung für alle klassischen Rechenzentrumsanwendungen wie Netzwerke, Telekommunikation, Speicher, künstliche Intelligenz und Beschleuniger bietet.
Das PMM ist so konzipiert, dass es eine Vielzahl von Hochgeschwindigkeits-Datenverbindungstypen unterstützt, darunter PCIe und Ethernet, sowie den SerDes-Kanal der nächsten Generation mit PAM4-Signalübertragungsraten von bis zu 112 Gigabit-Übertragungsraten pro Sekunde (GT/s). Es unterstützt außerdem die Standards Solid State Drive (SSD), Netzwerkschnittstellenkarte (NIC) und Compute Express Link (CXL) für Hochgeschwindigkeitsverbindungen zu Speicher, Beschleuniger und KI. PMM vereinheitlicht die Unterstützung all dieser Standards durch die Definition der Pin-Funktion, -Position und der elektrischen Eigenschaften im Modul.
Das PMM wird in einer Kiste oder einem Schrank installiert, der mehrere PMMs aufnehmen kann und über speziell entwickelte Anschlüsse Hochgeschwindigkeitssignale und Stromversorgungen verarbeiten kann. Die SFF-TA-1037-Spezifikation definiert diese Anschlüsse. Die Herausforderung für Designer besteht darin, einen zuverlässigen Steckverbinderlieferanten zu finden, der diese Spezifikation erfüllt.
Bekannter Lieferant von SFF-TA-1037-Steckverbindern
Die SFF-TA-1037 PMM-Steckverbinder der Hyper Cool Edge-Serie von Amphenol, die Hochgeschwindigkeits-Datensignalisierung, Seitenband-Informationsübertragung und Stromanschlüsse unterstützen, können von Designern erworben werden.
Diese Fine-Pitch-Steckverbinder sind Hot-Swap-fähig und unterstützen eine Vielzahl von Board-to-Board- und Board-to-Wire-Modulanwendungen. Diese Konnektoren sind protokollunabhängig und können flexibel in mehreren Protokollimplementierungen verwendet werden. Es arbeitet mit 32 GT/s (NRZ) und 64 GT/s (PAM4) und kann auf 112 GT/s (PAM4) aufgerüstet werden.
Die Datenpins des Steckers sind für 29 Volt ausgelegt und jeder Pin unterstützt 1,1 Ampere (A) Strom bei einer maximalen Anzahl von 12 Pins. Das Steckergehäuse besteht aus schwarzem Thermoplast mit einer Entflammbarkeitsklasse von UL 94 VO. Das gesamte Sortiment an vergoldeten Kontakten bietet einen Betriebstemperaturbereich von -40 bis 105 °C.
HE2G15610V10011 ist eine 158-polige Hyper Cool Edge-Buchse, die 156 Signalkabel und zwei Stromkontakte unterstützt (Abbildung 1).
Abbildung 1: HE2G15610V10011 ist eine 158-polige Hyper Cool Edge-Buchse, die 156 Signalkabel und zwei Stromanschlüsse unterstützt. Bildquelle: Amphenol)
Der Anschluss unterstützt X16 PCIe 5/6 und die Seitenband-Informationsübertragung. Es enthält ein Paar 200-W-Stromkontakte, die für die Stromversorgung von CXL-unterstützten Geräten, Grafikprozessoren (GPUs) und Beschleunigern geeignet sind.
Die Pinbelegung dieses Steckverbinders richtet sich nach der Signalfunktion (Abb. 2) und ist flexibel und kompatibel zu verschiedenen aktuellen und zukünftigen seriellen Standards.
Abbildung 2 zeigt die Pinbelegung für den 158-Pin-Stecker HE2G15610V10011. Bildquelle: Amphenol)
Bei Hochgeschwindigkeits-Differenzsignalleitungen, die im GSSG-Layout (Ground, Signal, Signal, Ground) konfiguriert sind, sind die mit „SIGNAL“ gekennzeichneten Pins an diesen Positionen erforderlich, um den normalen Betrieb dieser Leitungen sicherzustellen. Mit „GROUND“ gekennzeichnete Pins sind für die Integrität des Hochgeschwindigkeitssignals erforderlich. Der mit „OPTIONAL“ gekennzeichnete Pin wird für das Seitenbandsignal oder die zusätzliche Stromversorgung verwendet.
Dieser oberflächenmontierbare Steckverbinder verwendet Kupferlegierungskontakte mit einer Vergoldungsdicke von 0,76 Mikrometer (µm) (30,0 Mikrozoll (µ Zoll)). Die Kontakte haben einen Abstand von 0,6 mm (mm) (0,024 Zoll) und verfügen über eine integrierte Kartenführung.
Der HE2G10810V10011 (Abbildung 3) von Amphenol ist ein 108-poliger Doppelsteckverbinder, der mit derselben GSSG-Verkabelung weitere 16 differenzielle Sende- und Empfangssignalkanäle unterstützt.
Abbildung 3: HE2G10810V10011 ist eine 108-Pin-Buchse, die 16 zusätzliche Sende- und Empfangssignalpaare verarbeiten kann. Bildquelle: Amphenol)
Der Steckverbinder ist ein oberflächenmontierbares Gerät mit der gleichen mechanischen Kontaktgeometrie und Beschichtung wie HE2G15610V10011 und einem Kontaktabstand von 0,6 mm. Zusätzlich zur Handhabung von PMM unterstützt es Board-to-Board- und Board-to-Wire-Modulanwendungen, einschließlich SSD, NIC und CXL.
Der dritte Steckverbinder der Amphenol-Familie ist die Doppelkontakt-Steckdose HE0000210V00011 (Abbildung 4). Die Buchse ist durchsteckbar, jeder Kontakt kann 34 A Strom leiten und die Ausgangsleistung beträgt 400 Watt. Acht 0,65 mm breite Kontaktklemmen mit 2 mm Rastermaß unterstützen den Nennstrom.