探索新潮流 — AI服务器引领数据中心的发展.pdf

探索新潮流 AI服务器引领数据中心的发展工业质量解决方案应用工程师江茜数据中心介绍基于技术发展的应用新趋势的发现数据中心数据中心:数据中心是承载数据中心是承载 IT IT 基础架构的实体房间、建筑或设施，用于构建、基础架构的实体房间、建筑或设施，用于构建、运行和交付应用和服务，以及存储和管理与这些应用和服务相关运行和交付应用和服务，以及存储和管理与这些应用和服务相关的数据的数据。CAT.ApplicationsSub-APPNew Trends主设备主设备1.IT算力设备服务器#AI 服务器服务器存储设备#固态硬盘固态硬盘2.通信设备交换机#400G/800G 交换机交换机路由器#28.8 Tbps 路由器路由器防火墙配套设备配套设备3.供电系统配电柜变压器*UPS柴油发动机组后备电池4.散热制冷系统空气冷却系统液体冷却系统#液冷板液冷板5.管理系统*DCIM*BAS4 42 21 15 53 3*UPS,Uninterruptible Power Supply间电*DCIM,Data Center Infrastructure Management，数据中心基础设施管理*BAS,Building Automatic System，楼宇自控系统图片来于网络24 May 2024ZEISSPage 3数据中心IT 算力设备算力设备#1 AI 服务器服务器#2 固态硬盘固态硬盘通信设备通信设备#3 交换机交换机#4 路由器路由器散热制冷系统散热制冷系统#5 液体冷却系统液体冷却系统图片来于网络5个具有新趋势的重点应用概述#1 AI 服务器#1 AI 服务器介绍GPU运算速度比CPU的运算速度快一般来说，通用服务器主要采用以2/4CPU为主导的串行架构，更擅长逻辑运算；而AI服务器主要采用加速卡为主导的异构形式（2CPUs+4/8GPUsGPUs,CPU+FPGA,CPU+其它加速卡），更擅长做大吞吐量的并行计算。*FPGA,Field Programmable Gate Array CPU的功能模块多，适合复杂的运算环境，大部分晶体管用在控制电路和缓存单元上，少部分用来完成运算工作。GPU的控制相对简单，且需要很大的缓存单元，大部分晶体管可被用于各类专用电路和流水线，GPU的计算速度因此大增，拥有强大的浮点运算能力。vsCPUGPU通用通用服务器服务器 VS VS AIAI 服务器服务器:CPU VS GPU:CPU,Central Processing Unit 中央处理器*GPU,Graphical Processing Unit 图形处理器组成结构25%的 ALU（运算单元）25%的 Control（控制单元）50%的 Cache(缓存单元)90%的 ALU（运算单元)5%的 Control（控制单元）5%的 Cache(缓存单元)图片来于网络图片来于网络部件部件新趋势新趋势电模组多相电多相电电感叠层片式铁氧体磁珠叠层片式铁氧体磁珠PCB多层高阶多层高阶HDIHDI板板连接器高速背板连接器高速背板连接器机架高功率机架高功率机架GPU 板组板组电模组电模组配件配件 连接器连接器CPU 母板组母板组1532配件配件 机架机架5配件配件 电感电感5配件配件 外壳外壳5#1 AI 服务器介绍基本结构和特定部件的新趋势基本结构基本结构:运算能力的提高推动了新技术的发展运算能力的提高推动了新技术的发展:图片来于网络5个硬件板块:GPU 板组CPU 母板组电模组 硬盘配件(外壳,机架,连接器,电感等)数据中心IT 算力设备算力设备#1 AI 服务器服务器多相电叠层片式铁氧体磁珠多层高阶HDI板高速背板连接器高功率机架#2 固态硬盘通信设备#3 交换机核心交换机光模块#4 路由器散热制冷系统#5 液体冷却系统液冷板5个具有新趋势的重点应用概述24 May 2024ZEISSPage 7图片来于网络AI 服务器 电源模组多相电成为CPU/GPU供电的主流方案多相电上连接的元件数量显著增加。电源模组电感PCB连接器机架高多层PCB能够提供更多的走线层，让电路设计更加复杂和密集，从而满足大电流负载的需求。但是，高多层PCB面临着更高的生产复杂性和性能挑战。图片来于网络图片来于网络AIAI服务器中多相电供电版图服务器中多相电供电版图高多层高多层PCBPCB结构结构多相电源失效分析无损检测样品缺陷，重点关注PCB内部线路情况。整体视图整体视图侧视图侧视图局部视图局部视图 (9um)METROTOM 800样品测试要求价值主张图片来于网络无需破坏工件可视化其整体3D内部结构及缺陷。实现清晰，无伪影的多种材料组件成像。整体工作区域满足高精度可追溯测可追溯测量要求量要求。电源模组电感PCB连接器机架METROTOM 800正视图正视图局部视图局部视图 (9um)(9um)整体视图整体视图无损检测样品缺陷，重点关注PCB内部线路情况。样品测试要求价值主张图片来于网络无需破坏工件可视化其整体3D内部结构及缺陷。实现清晰，无伪影的多种材料组件成像。整体工作区域满足高精度可追溯测可追溯测量要求量要求。电源模组电感PCB连接器机架多相电源失效分析METROTOM 800俯视图局部视图 (9um)整体视图无损检测样品缺陷，重点关注PCB内部线路情况。样品测试要求价值主张图片来于网络无需破坏工件可视化其整体3D内部结构及缺陷。实现清晰，无伪影的多种材料组件成像。整体工作区域满足高精度可追溯测可追溯测量要求量要求。电源模组电感PCB连接器机架多相电源失效分析数据中心IT 算力设备算力设备#1 AI 服务器服务器多相电叠层片式铁氧体磁珠多层高阶HDI板高速背板连接器高功率机架#2 固态硬盘通信设备#3 交换机核心交换机光模块#4 路由器散热制冷系统#5 液体冷却系统液冷板5个具有新趋势的重点应用概述24 May 2024ZEISSPage 12图片来于网络蔡司页面 13叠层片式铁氧体磁珠是多相电的理想电感占地面积小占地面积小单位面积PCB上可以安装更多的电感。低背化低背化低轮廓电感会堵塞风扇口，有利于散热。低损耗低损耗低铜线损耗，低磁芯损耗电感技术趋势叠层片式铁氧体磁珠叠层片式铁氧体磁珠AI 服务器 电感多相电上连接的电感数量显著增加。图片来于网络图片来于网络电源模组电感PCB连接器机架AIAI服务器中多相电供电版图服务器中多相电供电版图蔡司页面 14叠层片式铁氧体磁珠是多相电的理想电感AI 服务器 电感 图片来于网络电源模组电感PCB连接器机架铁氧体铁氧体内部电极内部电极通孔通孔（连接内存线路）端电极端电极螺旋多层内电螺旋多层内电极极叠层片式铁氧体磁珠失效分析铁氧体磁珠覆盖膜厚度测量Gemini 物镜的设计即使是磁性样品磁性样品，也能进行高品质成像。BSE 探测器获得膜层样品的高分辨率形貌和成分衬度成像。.领先的X射线几何设计，快速快速得到元素分析结果。样品测试要求价值主张2,000X5,000XOverview in 33X10,000X20,000XSEMSigma 360图片来于网络电源模组电感PCB连接器机架叠层片式铁氧体磁珠失效分析铁氧体磁珠覆盖膜厚度测量样品测试要求价值主张SEMSigma 360漏磁镜筒Gemini镜筒图片来于网络Gemini 物镜的设计即使是磁性样品磁性样品，也能进行高品质成像。BSE 探测器获得膜层样品的高分辨率形貌和成分衬度成像。.领先的X射线几何设计，快速快速得到元素分析结果。电源模组电感PCB连接器机架叠层片式铁氧体磁珠失效分析铁氧体磁珠端电极厚度测量样品测试要求价值主张3,000X1,000X300XElement mappingOverview in 45XSnNiAgSEMSigma 360图片来于网络Gemini 物镜的设计即使是磁性样品磁性样品，也能进行高品质成像。BSE 探测器获得膜层样品的高分辨率形貌和成分衬度成像。.领先的X射线几何设计，快速快速得到元素分析结果。电源模组电感PCB连接器机架数据中心IT 算力设备算力设备#1 AI 服务器服务器多相电叠层片式铁氧体磁珠多层高阶HDI板高速背板连接器高功率机架#2 固态硬盘通信设备#3 交换机核心交换机光模块#4 路由器散热制冷系统#5 液体冷却系统液冷板5个具有新趋势的重点应用概述24 May 2024ZEISSPage 18图片来于网络图片来于网络蔡司页面 19先进的GPU加速卡需要使用多层高阶HDI板多层高阶多层高阶HDIHDI板结构板结构AI 服务器-PCBGPU 加速卡需要使用高层数、高密度、高可靠性的 HDI 板来连接各个部件。图片来于网络GPU GPU 板组的板组的PCBPCB分布分布OAM，OCP Accelerator Module,GPU加速卡UBB，Unit Baseboard，GPU模组板阶数越高，层数越多，HDI 板的生产技术难度越大。电源模组电感PCB连接器机架GPU通信模组*6图片来于网络蔡司页面 20PCB生产过程解决方案AI 服务器-PCB电源模组电感PCB连接器机架多层高阶HDI板质量检查干膜图形检查干膜图形检查，干膜和铜之间的结合情况检查样品测试要求价值主张SEMSigma 360在 5 kV 或更低电压低电压下获得更佳的分更佳的分辨率辨率和对比度，清楚观察干膜表面形貌。电子束推近加速器技术轻松实现倾实现倾斜样品观察斜样品观察。领先的X射线几何设计，快速快速得到元素分析结果。电源模组电感PCB连接器机架多层高阶HDI板质量检查干膜图形检查干膜图形检查，干膜和铜之间的结合情况检查样品测试要求价值主张SEMSigma 360电源模组电感PCB连接器机架在 5 kV 或更低电压低电压下获得更佳的分更佳的分辨率辨率和对比度，清楚观察干膜表面形貌。电子束推近加速器技术轻松实现倾实现倾斜样品观察斜样品观察。领先的X射线几何设计，快速快速得到元素分析结果。叠孔缺陷检查叠孔缺陷检查样品测试要求价值主张LMSmartzoom 5光电联用光电联用，快速准确定位缺陷位置。物镜无漏磁设计，电子束和离子束可同时工作，实现边切边看，精确定位缺陷位置，提高失效分析成功率。领先的X射线几何设计，快速得到元素分析结果。+FIBCrossbeam电源模组电感PCB连接器机架多层高阶HDI板质量检查数据中心IT 算力设备算力设备#1 AI 服务器服务器多相电叠层片式铁氧体磁珠多层高阶HDI板高速背板连接器高功率机架#2 固态硬盘通信设备#3 交换机核心交换机光模块#4 路由器散热制冷系统#5 液体冷却系统液冷板5个具有新趋势的重点应用概述24 May 2024ZEISSPage 24图片来于网络AI 服务器 连接器蔡司高速背板连接器实现高速传输页面 25高速传输将朝着“56G112G224G”的方向发展，这衍生出迫切的高速连接器需求。高速和高密度是背板连接器发展的重要方向，高速和高密度之间存在着可避免的相互制约关系。图片来于网络图片来于网络电源模组电感PCB连接器机架连接器失效分析无损缺陷检查，尺寸测量。.样品测试要求价值主张METROTOM 1500无需破坏工件可视化其整体3D内部结构及缺陷。实现清晰，无伪影的多种材料组件成像。整体工作区域满足高精度可追溯测可追溯测量要求量要求。电源模组电感PCB连接器机架连接器失效分析无损缺陷检查，尺寸测量。样品测试要求价值主张METROTOM 1500无需破坏工件可视化其整体3D内部结构及缺陷。实现清晰，无伪影的多种材料组件成像。整体工作区域满足高精度可追溯测可追溯测量要求量要求。电源模组电感PCB连接器机架无损缺陷检查，尺寸测量。样品测试要求价值主张METROTOM 800网格表面清晰光顺没有噪点无需破坏工件可视化其整体3D内部结构及缺陷。实现清晰，无伪影的多种材料组件成像。整体工作区域满足高精度可追溯测可追溯测量要求量要求。电源模组电感PCB连接器机架连接器失效分析无损缺陷检查，尺寸测量。无需破坏工件可视化其整体3D内部结构及缺陷。实现清晰，无伪影的多种材料组件成像。整体工作区域满足高精度可追溯测可追溯测量要求量要求。样品测试要求价值主张METROTOM 8003电源模组电感PCB连接器机架连接器失效分析无损缺陷检查，尺寸测量，数模比对。样品测试要求价值主张METROTOM 800无需破坏工件可视化其整体3D内部结构及缺陷。实现清晰，无伪影的多种材料组件成像。整体工作区域满足高精度可追溯测可追溯测量要求量要求。电源模组电感PCB连接器机架连接器失效分析连接器失效分析CPU 插槽无损缺陷检查，尺寸测量。.无损亚微米级亚微米级三维成像。采用光学和几何两级放大技术，实现最高空间分辨率500nm500nm，最小体素40nm。可在同工作距离下对同类型、同尺寸的样品实现高分辨率成像高分辨率成像。样品测试要求价值主张Xradia Versa 620电源模组电感PCB连接器机架连接器失效分析CPU 插槽无损缺陷检查，尺寸测量。无损亚微米级亚微米级三维成像。采用光学和几何两级放大技术，实现最高空间分辨率500nm500nm，最小体素40nm。可在同工作距离下对同类型、同尺寸的样品实现高分辨率成像高分辨率成像。样品测试要求价值主张Xradia Versa 620电源模组电感PCB连接器机架连接器失效分析CPU 插槽无损缺陷检查，尺寸测量。无损亚微米级亚微米级三维成像。采用光学和几何两级放大技术，实现最高空间分辨率500nm500nm，最小体素40nm。可在同工作距离下对同类型、同尺寸的样品实现高分辨率成像高分辨率成像。样品测试要求价值主张Xradia Versa 620电源模组电感PCB连接器机架连接器失效分析CPU 插槽架无损缺陷检查，尺寸测量。无损亚微米级亚微米级三维成像。采用光学和几何两级放大技术，实现最高空间分辨率500nm500nm，最小体素40nm。可在同工作距离下对同类型、同尺寸的样品实现高分辨率成像高分辨率成像。样品测试要求价值主张Xradia Versa 620电源模组电感PCB连接器机架连接器失效分析CPU 插槽架无损缺陷检查，尺寸测量。无损亚微米级亚微米级三维成像。采用光学和几何两级放大技术，实现最高空间分辨率500nm500nm，最小体素40nm。可在同工作距离下对同类型、同尺寸的样品实现高分辨率成像高分辨率成像。样品测试要求价值主张Xradia Versa 620电源模组电感PCB连接器机架连接器失效分析CPU 插槽架无损缺陷检查，尺寸测量。无损亚微米级亚微米级三维成像。采用光学和几何两级放大技术，实现最高空间分辨率500nm500nm，最小体素40nm。可在同工作距离下对同类型、同尺寸的样品实现高分辨率成像高分辨率成像。样品测试要求价值主张Xradia Versa 620电源模组电感PCB连接器机架连接器失效分析CPU 插槽架无损缺陷检查，尺寸测量。无损亚微米级亚微米级三维成像。采用光学和几何两级放大技术，实现最高空间分辨率500nm500nm，最小体素40nm。可在同工作距离下对同类型、同尺寸的样品实现高分辨率成像高分辨率成像。样品测试要求价值主张Xradia Versa 620电源模组电感PCB连接器机架连接器失效分析CPU 插槽架无损缺陷检查，尺寸测量。无损亚微米级亚微米级三维成像。采用光学和几何两级放大技术，实现最高空间分辨率500nm500nm，最小体素40nm。可在同工作距离下对同类型、同尺寸的样品实现高分辨率成像高分辨率成像。样品测试要求价值主张Power SupplyInductorConnectorRackXradia Versa 620电源模组电感PCB连接器机架数据中心IT 算力设备算力设备#1 AI AI 服务器服务器多相电叠层片式铁氧体磁珠多层高阶HDI板高速背板连接器高功率机架#2 固态硬盘通信设备#3 交换机核心交换机光模块#4 路由器散热制冷系统#5 液体冷却系统液冷板5个具有新趋势的重点应用概述24 May 2024ZEISSPage 39图片来于网络图片来于网络AI 服务器 机架蔡司高功率机架占比增加服务器机架是专门设计用于容纳和管理服务器的架式结构。AI服务器算力日益增长，平均机架功率也随之相应提升。高功率机架为9-15 kW/rack。超过9-15 kW/rack的为超高功率机架。散热、承重、重量成为高功率机架的关键因素。页面 40图片来于网络图片来于网络图片来于网络电源模组电感PCB连接器机架机架尺寸测量正面和侧面尺寸测量接触式和光学测量相结合接触式和光学测量相结合，轻松应对变化的测量需求。与 RDS 结合使用，无须重新夹紧零件即可实现所有空间方向上的测量。自动聚焦系统允许在垂直于摄像机平面的方向上进行测量。样品测试要求价值主张CMMCONTUAR电源模组电感PCB连接器机架#2 固态硬盘固态硬盘蔡司页面 43数据中心对固态硬盘的需求增加固态硬盘（Solid State Drive，简称SSD）是一种使用闪存芯片作为存储介质的硬盘，与传统硬盘（Hard Disk Drive，简称HDD）有着明显的区别。固态硬盘新型号旧型号旧型号固态硬盘读写速度增长迅猛，可处理较高的流量，从而实现数据中心的平稳运行。图片来于网络图片来于网络图片来于网络ROI固态硬盘失效分析无损检测样品缺陷，重点关注绑定线和BGA缺陷。样品测试要求价值主张METROTOM 8002固态硬盘无需破坏工件可视化其整体3D内部结构及缺陷。实现清晰，无伪影的多种材料组件成像。整体工作区域满足高精度可追溯测可追溯测量要求量要求。ROI固态硬盘失效分析无损检测样品缺陷，重点关注绑定线和BGA缺陷。样品测试要求价值主张METROTOM 800固态硬盘无需破坏工件可视化其整体3D内部结构及缺陷。实现清晰，无伪影的多种材料组件成像。整体工作区域满足高精度可追溯测可追溯测量要求量要求。#3 交换机核心交换机失效分析无损检测样品缺陷，重点关注接口缺陷和变压器线束直径。样品测试要求价值主张METROTOM 800核心交换机光模块图片来于网络无需破坏工件可视化其整体3D内部结构及缺陷。实现清晰，无伪影的多种材料组件成像。整体工作区域满足高精度可追溯测可追溯测量要求量要求。核心交换机失效分析无损检测样品缺陷，重点关注接口缺陷和变压器线束直径。样品测试要求价值主张METROTOM 800图片来于网络无需破坏工件可视化其整体3D内部结构及缺陷。实现清晰，无伪影的多种材料组件成像。整体工作区域满足高精度可追溯测可追溯测量要求量要求。核心交换机光模块核心交换机失效分析无损检测样品缺陷，重点关注接口缺陷和变压器线束直径。样品测试要求价值主张METROTOM 800图片来于网络无需破坏工件可视化其整体3D内部结构及缺陷。实现清晰，无伪影的多种材料组件成像。整体工作区域满足高精度可追溯测可追溯测量要求量要求。核心交换机光模块光模块失效分析无损检测样品缺陷，重点关注芯片连接情况，以及芯片与垫片之间的连接情况。样品测试要求价值主张METROTOM 800核心交换机光模块无需破坏工件可视化其整体3D内部结构及缺陷。实现清晰，无伪影的多种材料组件成像。整体工作区域满足高精度可追溯测可追溯测量要求量要求。光模块失效分析无损检测样品缺陷，重点关注芯片连接情况，以及芯片与垫片之间的连接情况。样品测试要求价值主张METROTOM 800无需破坏工件可视化其整体3D内部结构及缺陷。实现清晰，无伪影的多种材料组件成像。整体工作区域满足高精度可追溯测可追溯测量要求量要求。核心交换机光模块光模块失效分析无损检测样品缺陷，重点关注芯片连接情况，以及芯片与垫片之间的连接情况。样品测试要求价值主张METROTOM 800无需破坏工件可视化其整体3D内部结构及缺陷。实现清晰，无伪影的多种材料组件成像。整体工作区域满足高精度可追溯测可追溯测量要求量要求。核心交换机光模块#4 路由器路由器失效分析无损检测CPU芯片缺陷，重点关注CPU芯片的连接情况。样品测试要求价值主张METROTOM 800TopRightFront3D1路由器图片来于网络无需破坏工件可视化其整体3D内部结构及缺陷。实现清晰，无伪影的多种材料组件成像。整体工作区域满足高精度可追溯测可追溯测量要求量要求。路由器失效分析无损检测CPU芯片缺陷，重点关注CPU芯片的连接情况。样品测试要求价值主张METROTOM 800路由器图片来于网络无需破坏工件可视化其整体3D内部结构及缺陷。实现清晰，无伪影的多种材料组件成像。整体工作区域满足高精度可追溯测可追溯测量要求量要求。路由器失效分析无损检测CPU芯片缺陷，重点关注CPU芯片的连接情况。样品测试要求价值主张METROTOM 800路由器图片来于网络无需破坏工件可视化其整体3D内部结构及缺陷。实现清晰，无伪影的多种材料组件成像。整体工作区域满足高精度可追溯测可追溯测量要求量要求。#5 液体冷却系统散热制冷系统 冷板冷却是数据中心主流的液体冷却解决方案蔡司页面 58数据中心能耗组成数据中心能耗组成 PUE是国内外数据中心普遍接受和采用的一种衡量数据中心基础设施能效的指标.到2025年，全国新建大型、超大型数据中心电能利用效率（PUE）降到1.3以下。制冷设备占非IT设备能耗的大部分。冷板直接安装在热的顶部，中间有一层热界面材料以增强传热。在冷板内部，液体流过微观结构并流出到某种形式的热交换器。图片来于网络图片来于网络IT设备制冷设备电源系统照明系统其它液冷板尺寸测量平面度和孔间距测量。采用GOM蓝光技术和立体摄像原理，提供高精度三维数据高精度三维数据。小巧，可移动，超级易用。搭配Zeiss Inspect软件，轻松轻松处理检测过程中的简单和复杂的任务。样品测试要求价值主张GOM Scan 1液冷板平面度和孔间距测量。采用GOM蓝光技术和立体摄像原理，提供高精度三维数据高精度三维数据。小巧，可移动，超级易用。搭配Zeiss Inspect软件，轻松轻松处理检测过程中的简单和复杂的任务。样品测试要求价值主张GOM Scan 1液冷板尺寸测量液冷板平面度和孔间距测量。采用GOM蓝光技术和立体摄像原理，提供高精度三维数据高精度三维数据。小巧，可移动，超级易用。搭配Zeiss Inspect软件，轻松轻松处理检测过程中的简单和复杂的任务。样品测试要求价值主张Scan 1液冷板尺寸测量液冷板数据中心IT IT 算力设备算力设备#1 AI#1 AI 服务器服务器多相电叠层片式铁氧体磁珠多层高阶HDI板高速背板连接器高功率机架#2#2 固态硬盘固态硬盘通信设备通信设备#3#3 交换机交换机核心交换机光模块#4#4 路由器路由器散热制冷系统散热制冷系统#5#5 液体冷却系统液体冷却系统液冷板涉及5个新趋势，10个重点应用24 May 2024ZEISSPage 62图片来于网络蔡司工业质量解决方案软件、系统和服务ZEISS63ZEISS Quality Suite-测量软件CMM&VMM光学系统X射线工业显微镜增值服务自动化解决方案