Considerações sobre riser e backplane PCIe Gen4 vs Gen5 para chassis de GPU

Está a planear uma caixa de GPU e está a fazer a pergunta clássica: devemos tratar o caminho como a Gen4 ou apontar diretamente para a Gen5? Resumindo: projetar para a Gen5 desde o primeiro dia. A Gen5 duplica a velocidade (32 GT/s) e reduz a sua margem. Isso afeta risers, backplanes, cabos, conectores, fluxo de ar, até mesmo a forma como as placas são aparafusadas no caixa de pc para rack de servidor. A seguir, vou explicar tudo em linguagem simples, mostrar uma tabela rápida, indicar palavras-chave reais (não fofas) e associar as escolhas ao equipamento e aos serviços da IStoneCase para que possa realmente enviar.


Orçamento da integridade do sinal PCIe Gen4 vs Gen5

A geração 5 é exigente quanto a perdas e reflexos. O seu orçamento de perda de inserção de ponta a ponta é mais apertado, pelo que cada via, longo percurso de PCB e conetor em cadeia consome espaço de manobra. Com a Gen4, pode safar-se com uma PCB de elevação longa; com a Gen5, mudará frequentemente para um cabo de baixa perda (estilo MCIO) ou adicionará um retardador. Mantenha a topologia simples: raiz complexa → traço mínimo da placa → conetor → cabo → GPU. Se você esticar essa cadeia, verá o fechamento dos olhos, retreinamentos aleatórios de LTSSM e quedas silenciosas de desempenho. Não é divertido.

Tenha também em atenção a distorção. Os pares diferenciais necessitam de uma correspondência estreita intra-par. Mantenha as tampas AC próximas. Evite saltos de camada perto do recetor. Não faça traços demasiado longos; no CAD parece bem, mas no laboratório é difícil.


Seleção de riser PCIe (Gen4 vs Gen5)

A escolha do riser alterna entre duas famílias:

  • Suporte para PCB (curto, poucos conectores): adequado para os lúpulos Gen4 e Gen5 muito curtos.
  • Elevador de cabos (cabo de alto desempenho do tipo MCIO/SlimSAS): o padrão Gen5 para distância, especialmente dentro de um ambiente denso caixa para pc de servidor.

Quando é que se adicionam partes activas?

  • RedriverEQ ligeiro, baixa latência. Funciona apenas quando o canal já está bom.
  • ReformadorRe-clock/reformulação completa. Lida com caminhos mais longos e confusos, típicos de plataformas com várias GPUs. Acrescenta um pouco de latência, mas economiza links que, de outra forma, seriam reduzidos ou alterados.

Em termos mecânicos, escolha risers que não lutem contra o fluxo de ar nem bloqueiem os caminhos da frente para trás. Em 4U ou superior, um riser de cabos planos pode ser encaminhado de forma limpa ao longo das coberturas e manter as ventoinhas satisfeitas.


Design do backplane PCIe para chassis de GPU

Um backplane pode ser uma dádiva ou uma armadilha. A Gen5 pune FR-4 longos, via farms e conectores empilhados. Dois movimentos ajudam:

  1. Placa traseira com caboUtilizar cabos MCIO em vez de longas ligações à placa. Reduz as perdas e a diafonia.
  2. Repetidor de intervalo médioO que é que se faz: coloca-se o retardador em torno do ponto médio elétrico do canal. Isso divide o orçamento de perdas e simplifica a equalização.

Planear antecipadamente a alimentação e a banda lateral. Se estiver a fazer bifurcação (x16 em 2×x8 ou 4×x4), verifique se a pinagem do riser/backplane e os mapeamentos de cabos mantêm a ordem das vias limpa. Se as pistas se cruzarem, irá lutar contra a distorção e a estranheza da formação.


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Retimer vs Redriver para PCIe Gen5

Vamos ser diretos: O Gen5 inclina-se redutor. Se o seu caminho for curto, simples e tiver materiais de primeira qualidade, um condutor vermelho pode ser suficiente. Mas em chassis de GPU reais - vários conectores, longas distâncias, curvas apertadas - os temporizadores ajudam-no a ultrapassar a meta. Faça um orçamento da latência (pequena, mas está lá). Menos retimers é melhor; coloque-os onde eles fazem mais trabalho (geralmente no centro). E arrefeça-os - pacote pequeno, calor não pequeno.


Validação: delimitação da faixa de rodagem, diagrama ótico, conformidade

Não se limite a dizer "está ligado". Faça marginação da faixa de rodagem para ver quanta segurança você tem a 32 GT/s. Execute diagramas oculares em pistas representativas do pior caso. Inverta os cartões para apanhar o empilhamento de tolerância. Inclua firmware que possa forçar o fallback Gen4; é um A/B útil para o bring-up. Além disso, observe os contadores de erros sob carga - alguns canais passam nos testes de inatividade, mas vomitam sob TDP total e calor. Isto é importante, não é opcional.


Térmica, fluxo de ar e mecânica para plataformas multi-GPU

A integridade do sinal morre se as condições térmicas não forem corretas. As PCBs quentes alteram as caraterísticas e diminuem as margens. Dê aos canais Gen5 um fluxo de ar frio e direto. Para aceleradores FHFL, certifique-se de que os revestimentos guiam o ar através dos dissipadores de calor e não à volta deles. Utilize caminhos de cabos suaves para não estrangular as entradas de ar das ventoinhas. Se estiver a utilizar carris, planeie loops de serviço: pretende deslizar um caixa de computador servidor sem ter de puxar por um arnês MCIO.

O tamanho da estante é importante:

  • 4U: grande densidade para 4-8 GPUs, cablagem cuidadosa, controlo rigoroso do fluxo de ar.
  • 5U / 6U: mais espaço para backplanes com cabos, placas de retimer e paredes de ventilador maiores.

Comparação: Gen4 vs Gen5 riser/backplane (tabela rápida)

TópicoGen4 (16 GT/s)Gen5 (32 GT/s)Nota prática
Orçamento de perda de inserçãoMais indulgenteMuito mais apertado de ponta a pontaContar todos os conectores/vias; deixar uma margem de segurança
Comprimento do canalModerado PCB okPCB longo e arriscadoPrefira o cabo de alto desempenho ao longo FR-4
EqualizaçãoMuitas vezes só para condutoresRetimer recomendadoColocar próximo do meio do vão; limitar a quantidade
Inclinação e correspondênciaApertadoMais apertadoPares mais curtos, menos saltos de camadas
TopologiaFlexívelManter a simplicidadeRaiz→conetor→cabo→GPU-feito
ValidaçãoTestes de ligaçãoNecessidade de delimitação da faixa de rodagemQueimadura a plena carga, caixa quente se possível
TérmicasImportanteCríticoCamisas de ar, passagem de cabos, pressão na parede do ventilador

Pode escolher um chassis que já tenha espaço para o encaminhamento e arrefecimento da Gen5. Alguns pontos de partida:

Apoiamos compradores em centros de dados, centros de IA/algoritmos, empresas grandes e pequenas, MSPs, laboratórios e construtores que apenas querem coisas que funcionem. Se precisa de um caixa do servidor atx Variante sintonizada para aceleradores, diga-nos a sua combinação de GPU e objectivos de fluxo de ar - mapearemos o arnês e adaptá-lo-emos.


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Cenários do mundo real (o que construir e porquê)

  • Nó de cluster HPC (4-8 GPUs): Escolha 4U/5U, elevadores de cabos com um único retractor a meio do vão, fluxo de ar direto, kit de calhas para troca rápida. Isto adapta-se a um caixa de pc para rack de servidor em prateleiras de 800 mm.
  • Inferência de IA de ponta: Canais curtos, conectores mínimos, talvez sem retardador. Reduzir o ruído da ventoinha, mas não deixar as placas a morrer à fome.
  • Caixa de investigação com um orçamento limitado: Inicie a Geração 4 hoje, mas encaminhe e arrefeça para a Geração 5. Utilize agora um cabo de subida; adicione um retemperador apenas se vir problemas de margem mais tarde.
  • Plataforma OEM: Utilizar o Personalização Serviço de chassis de servidor para teares MCIO pré-construídos, pistas etiquetadas e documentos de teste de conformidade, para que a sua equipa de operações não tenha de procurar a pista 11 às 2 da manhã.

Notas de compra para caixa de pc para servidor / caixa de computador para servidor / caixa de servidor atx

  • Verifique o comprimento da GPU (FHFL), o passo da ranhura e os conectores de alimentação.
  • Confirme se o riser/backplane suporta x16 por placa na Gen5, ou a bifurcação pretendida.
  • Exigir mapas de fluxo de ar e curvas de ventoinhas; a estabilidade da Gen5 adora placas frias.
  • Pedir capturas de ecrã da margem da pista e não apenas "sim, tem ligação".
  • Se a manutenção for frequente, solicite um alívio de tensão do arnês e um comprimento de cabo adicional para as calhas deslizantes.

Lista de controlo prática (copie-a para o seu documento de construção)

  1. Desenhe o caminho completo (CPU para GPU) incluindo todos os conectores.
  2. Orçamentar as perdas com números de peças reais; deixar uma folga.
  3. Prefira risers com cabos; mantenha os traços de PCB curtos perto do complexo raiz e da GPU.
  4. Adicionar redutor apenas onde for necessário; colocar perto do meio do vão; arrefecer.
  5. Bloquear antecipadamente as regras do par diferencial (inclinação, espaçamento, contagens de vias).
  6. Validar com margining de pista e verificações oculares durante o burn-in.
  7. Encaminhe os cabos de modo a não bloquearem as ventoinhas. As ancoragens com fecho de correr ajudam.
  8. Mantenha um comutador de recurso Gen4 no firmware para atualização.
  9. Documentar o mapeamento das vias; etiquetar as extremidades dos cabos.
  10. Antes do envio: teste de agitação, imersão em calor e nova margining. Sim, mais uma vez.

Porque é que o IStoneCase se adequa a este trabalho

Criamos GPU e caixa para pc de servidor plataformas que assumem a dor da Gen5 desde o início: internos de fácil acesso aos cabos, caminhos de fluxo de ar rectos e espaço para retimers sem suportes complicados. Como OEM/ODM, ajustamos backplanes, comprimentos de MCIO, bandejas de ventiladores e trilhos de acordo com a profundidade do seu rack e estilo de serviço. Não precisa de palavras mágicas - basta dizer-nos a sua lista de placas e o plano do bastidor, nós tratamos da parte mais complicada.

Pretende uma especificação rápida e uma lista de materiais mapeados para as suas GPUs e ranhuras? Faça um ping nos links acima, escolha um ponto de partida 4U/5U/6U e nós faremos o esboço do chicote e da colocação. Não se trata de ciência de foguetões, mas sim, a Gen5 pode ser complicada - por isso, vamos torná-la aborrecida e fiável.

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