Planeamento de vias PCIe Gen4/Gen5: backplanes e ranhuras em chassis de GPU

Tem GPUs famintas, pistas finitas e um chassis que tem de movimentar muito calor. Vamos fazer com que as pistas trabalhem para si - sem transformar o backplane num projeto científico. Vou manter a conversa simples, tática e ligada a equipamento real.


Planeamento de vias PCIe Gen4/Gen5 em chassis de GPU

Comece com o teto da pista, não com a lista de desejos. Conte o que a CPU/placa pode nativamente expor, depois decidir o que deve ser comutado ou retimado. Nas velocidades Gen4/Gen5, traços longos e muitos conectores consomem margem rapidamente; um retimer-first A mentalidade mantém os links de 32 GT/s honestos. Para plataformas com várias GPUs, planeie o prioridades x16 (GPUs primeiro, depois NIC/DPU, depois NVMe) e deixar espaço para o uplink de rede que inevitavelmente será adicionado mais tarde. Sim, o futuro vai agradecer-lhe.


Backplanes e ranhuras: primeiro retimer, mudar quando as vias se esgotam

Quando os slots se multiplicam, o seu backplane torna-se um polícia de trânsito. Retimers limpar o jitter e o clocking para que cada salto se comporte; interruptores (PCIe fan-out) transformam alguns x16 ups em muitos x16 downs. Adicionar broca dorsal, curto esboçosmateriais de baixa perda, e MCIO / SlimSAS (SFF-TA-1016) opções de cabo para proteger o seu orçamento SI. Mantenha os retimers perto de conectores e cabos longos; não seja tímido - o Gen5 não perdoa.


caixa de pc para rack de servidor: fluxo de ar, cablagem e circuitos de serviço

Se a sua implantação estiver instalada em bastidores (a maioria está), o arrefecimento e a assistência são tão importantes como as pistas. Escolha um caixa de pc para rack de servidor com fluxo de ar direto, disciplina de cabos da frente para trás e espaço para arneses MCIO sem curvas apertadas de 90°. Vantagem secundária: a limpeza dos cabos reduz o risco de micro-movimentos que, com o passar do tempo, levam os elos marginais a escamar a cidade. Não é bonito, apenas verdadeiro.


Ranhuras de backplanes de planeamento de via PCIe Gen4Gen5 no chassis da GPU 1

caixa de pc para servidor vs caixa de computador para servidor: o mapa de ranhuras muda efetivamente

As pessoas dizem "caixa para pc de servidor" e "caixa de computador servidor" como se fossem iguais. Não são, quando se inspecciona as topologias das ranhuras. Rota do chassis da empresa x16 pistas com almofadas de retardador, opções de bifurcação (x16 → x8/x8 ou x16 → x4/x4/x4/x4) e famílias de conectores adequadas. Os gabinetes de consumo geralmente não possuem essas provisões de PCB, então você acaba lutando contra a integridade térmica e de sinal. Poupe o seu fim de semana - escolha um verdadeiro chassis de servidor.


caixa de servidor atx: espaço real da placa-mãe e espaçamento entre ranhuras

Um caixa do servidor atx dá-lhe compatibilidade, mas atenção passo da ranhura, coberturas de are Particionamento da PSU. Os aceleradores de ranhura dupla ou mesmo de ranhura tripla precisam de espaço para respirar; o mesmo acontece com uma placa de rede de 400G. O espaçamento apertado transforma-se em recirculação de calor, o que se transforma em GPUs com baixa velocidade, o que... já percebeu. É melhor fixar uma disposição 4U/5U/6U desde o primeiro dia e encaminhar as pistas para corresponder às temperaturas físicas.


Orçamento rápido da pista (ilustrativo, não evangélico)

Este é um primeira passagem ferramenta de dimensionamento. Sua placa real, layout NUMA e topologia de backplane irão ajustá-la. Use-a para evitar o pensamento mágico.

Plataforma (típica)Dispositivos (exemplo)Utilização da faixa de rodagem (aproximada)Notas
1× CPU de via alta4× GPUs (x16) + 1× NIC 400G (x16) + 4× NVMe (x4)≈ 96 pistasA GPU tem prioridade; ainda tem espaço para mais um x16 ou dois x8 se o SI o permitir.
1× CPU de via alta8× GPUs (x16)≈ 128 viasNormalmente, o máximo de pistas nativas; adicione uma placa de rede através de um comutador ou reduza algumas ligações para x8.
Plataforma de 2× CPU8× GPUs (x16) + 2× NIC 400G (x16) + 4× NVMe (x4)≈ 176 faixas de rodagemExcesso de orçamento nativo. Utilize um backplane de switch Gen5 para fan-out ou reequilibre as larguras.

Se está a pensar "vamos espremê-lo de alguma forma" - claro, mas a Gen5 não é um parque infantil. Planeie o fan-out.


Ranhuras de backplanes de planeamento de via PCIe Gen4Gen5 no chassis da GPU 2

Lista de verificação de backplane e cablagem (sanidade Gen4/Gen5)

ItemO que fazerPorque é importante
Retimers em saltos longosColocá-los perto dos conectores MCIO/slotRecuperar o olho, domar a instabilidade; a Gen5 detesta perdas.
Broca traseira e pinos curtosRemover os barris de via não utilizadosOs stubs reflectem; as reflexões eliminam a margem a 32 GT/s.
Escolha do conetorUtilizar o MCIO / SlimSAS para os percursos internosComportamento de perda de inserção conhecido; gestão de cabos mais fácil.
Opções de bifurcaçãoManter x16→x8/x8 ou x4/x4/x4/x4/x4 na BIOS e na placaPermite-lhe dimensionar corretamente as faixas por combinação de dispositivos.
Primeiro as térmicasConduzir GPUs, isolar o calor da PSU, adicionar teto de pressãoAs temperaturas estáveis estabilizam as ligações - sim, a sério.
Circuitos de serviçoDeixar uma folga para as trocasReduzir a micro-deformação que degrada as ligações marginais.

Cenários do mundo real (é provável que acerte num)

Pod de formação multi-tenant num caso de servidor GPU

Está a dividir um único chassis em duas caixas de areia. Encaminhe as quatro GPUs primárias como x16 direto para a CPU-A. O segundo par passa por um Interruptor Gen5 pendurado noutro x16. A placa de rede fica com o próximo x16; o NVMe fica com x4s bifurcados. No backplane, solte temporizadores nas pernas longas do cabo. Utilizar um Caso do servidor GPU com fluxo de ar direto e coberturas para que as ventoinhas não concorram.

Inferência de arestas em suportes de parede + cabos curtos

As caixas de borda não podem dispensar uma prateleira cheia. A Estojo para montagem na parede com 2-4 ranhuras suporta um acelerador a x16 e uma placa de rede a x8/x16. Mantenha os traços da placa de circuito impresso curtos; adicione um único retimer perto da ranhura da placa de rede se tiver de os encaminhar através de um riser. Assegure-se de que as condutas vão da frente para trás; as caixas pequenas sobreaquecem mais depressa do que pensa, mesmo com um TDP modesto.

Nó de dados com muito armazenamento e uma pitada de computação

Quando o I/O é a regra, escolha um Caixa para montagem em bastidor com muitos compartimentos e um plano intermédio que não vai lutar contra a cablagem NVMe. Dê à sua GPU um x16 limpo, à sua placa de rede um x16 limpo e distribua os SSDs através de bifurcação e cabos MCIO curtos. Se as baias ficarem extremas, planeje Calha de guia do chassis para manutenção - retirar uma caixa pesada do bastidor não deve partir cabos e ligações. Acontece, não pergunte.


Ranhuras de backplanes de planeamento de vias PCIe Gen4Gen5 no chassis da GPU 3

Como a IStoneCase se encaixa no puzzle (OEM/ODM que fala "lane")

Não se compra uma caixa; compra-se uma topologia que mantém os relógios limpos e as ventoinhas sãs. IStoneCase construções Casos de servidores GPU, clássico Caso do servidor, Caixa para montagem em bastidor, Caso NAS, Caixa ITXe carris - e depois afina as disposições, o espaçamento das ranhuras e as rotas dos cabos para o seu mapa de faixas. Se necessitar de suportes para retimers, coberturas personalizadas ou uma pegada de backplane pronta para switch, isso é normal na terça-feira. Para verdadeiras necessidades pontuais e implementações em massa, contacte Caixa de servidor OEM/ODM. Conceberemos em conjunto o fan-out, as caraterísticas SI e os pequenos pormenores - fixadores, alívios de tensão, folgas das portas - que facilitam a vida às frotas.

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Juntar tudo (manual simples)

  1. Desenhar o mapa da faixa de rodagem primeiro (prioridades x16, depois NIC/DPU, depois NVMe).
  2. Escolher o invólucro para fazer corresponder as térmicas e os trajectos dos cabos (não readaptar a dor).
  3. Comprometer-se com os retimers onde os percursos/ligações são longos; colocá-los por conectores.
  4. Utilizar um backplane de switch quando as vias nativas não são suficientes; não espere, planeie.
  5. Validar SI com broca traseira, materiais de baixa perda e roteamento limpo.
  6. Deixar uma ranhura para a próxima geração de NIC; o crescimento chega sempre cedo.

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Bónus: glossário rápido (sem floreados)

  • Reformador: Faz o reclock e o retime de uma ligação PCIe; a ferramenta de sanidade Gen5.
  • Redriver: Aumenta apenas a amplitude/equalização; limitado na Gen5.
  • Bifurcação: Divisão de um x16 em larguras mais pequenas (x8/x8 ou x4×4).
  • MCIO / SlimSAS: Normas de cabo interno de alta velocidade utilizadas para PCIe/NVMe.
  • Orçamento SI: O seu subsídio de perda/jitter/perda de retorno; protege os diagramas oculares.
  • Interruptor de ventilação: Comutador PCIe que multiplica as ranhuras x16 a jusante.

Leia o rascunho em voz alta; se alguma frase o atrapalhar, corte-a ou divida-a. Uma boa escrita flui como uma ligação estável de 32 GT/s - silenciosa, limpa e rápida.

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