为了满足性能需求，数据中心架构师必须扩展系统结构，通过 PAM4 调制方案支持 224 Gbps 数据传输速率。这给互连解决方案带来了巨大的挑战，推动新的技术的运用，同时充分利用路由、空间效率和电源管理方面的先进策略。
为了支持这些全新的数据中心架构，业界涌现了一系列完整的互连解决方案，包括高速板对板连接器、下一代电缆、背板和近ASIC连接器对电缆解决方案，运行速率高达 224 Gbps-PAM4。
逼近物理定律
重新构想224 Gbps-PAM4生态系统的连接性需要架构创新，以突破性能障碍。尽管112 Gbps-PAM4 信令技术曾经是一项重大的技术突破，但提高到 224 Gbps 能够达到巨大的性能提升，远不止“带宽翻倍”。为实现 224 Gbps 数据传输速率而设计的系统，带来了艰巨的物理挑战，包括信号完整性、减少电磁干扰(EMI)到热管理。
同样存在问题的是，在不断缩小的空间中挤出更多容量和连接的同时，还需要不断提高性能。因此，这不是一个简单升级底层计算和连接能力以支持 224 Gbps 速率的问题，而是如何以最佳方式利用 224 Gbps技术创新重新设计AI数据中心的问题。这就要求整个生态系统开展新层次的行业合作和共同开发，以确保组件、硬件、架构、连接、机械完整性和信号完整性之间的互操作性，从而解决电气通道的物理问题，并设计出具有卓越性能的机械解决方案。
设计或重新设计 224 Gbps 解决方案，需要在所有的组件之间实现无缝电气连接，以防止出现影响整体系统的性能瓶颈。从最初的概念阶段就开始采用共同开发的思维方式，对于创建透明的方法来识别和解决信号完整性和其他性能隐患至关重要。
板对板高速连接增强AI应用
通过实现 GPU、加速器和其他组件之间的快速数据交换，高速板对板连接器大大提高了AI应用的效率。同样重要的是，通过集成这些连接器，可以在处理器、内存模块和其他关键组件之间提供不间断的通信运作。除了支持 224 Gbps-PAM4 要求之外，所有组件和互连器件还必须具有充足的韧性，以承受振动、温度波动、冲击和物理操作等环境应力。
支持高数据传输速率有助于实现复杂计算和数据处理任务所需要的性能水平。此外，连接器的高数据传输速率能力特别有利于训练和推理任务，在这些任务中，及时处理数据对于AI算法的性能非常关键。
除了速度和效率，连接器的可靠性及其传输信号的完整性也是极为重要的。高速板对板连接器的设计必须注重信号完整性，确保所传输的数据准确无误、不失真。这种可靠性在数据准确性不容妥协的应用中是非常重要的，例如涉及医疗设备和航空航天系统的应用。
这些连接器还有另一项优势，即支持不同的堆叠高度，从而为工程师提供了更大的设计自由度，可以选择最适合特定人工智能应用需求的产品配置，特别是在空间有限的情况下。例如，通过混合搭配2.5mm和 5.5mm连接器，工程师能够微调连接器的堆叠高度，以获得最佳的性能和效率。密集的连接器配置还可节省印刷电路板(PCB)上的宝贵空间。
Mirror Mezz Enhanced提升信号完整性和模块化能力
Molex莫仕高速扣板连接器 Mirror Mezz 系列的最新成员Mirror Mezz Enhanced 扣板互连技术能够支持 224 Gbps-PAM4。这款先进的连接器提高了阻抗容限并减少了串扰。此外，Molex 莫仕通过使用 2.5mm 和 5.5mm 连接器提供不同的堆叠高度，保持行业领先的安装密度。
▲Mirror Mezz Enhanced扣板互连系统
Mirror Mezz系列连接器采用高扩充性的公母同体设计，可以轻松交叉配接，并提供包括 5mm、8mm或11mm配置的超低和中等堆叠高度选项。减少配接误差、简化了装配过程，并提高了可用性、效率和生产率，同时为工程师提供了更大的设计自由度，能够选择最适合工程设计特定需求的配置，对于空间受限和复杂设计至关重要的应用尤其有利。
▲Mirror Mezz板对板互连系统
有了 Mirror Mezz，设计工程师可以将两款连接器组合起来，在相同的设计空间内创建三种不同的配置。相比之下，传统的连接器设计则总计需要六个连接器，从而导致材料、工具、制造和装配成本的增加。Mirror Mezz Enhanced 还通过减少部件编号的数量来简化供应链和材料清单(BOM)管理。
Mirror Mezz Enhanced的另一大优势是能够支持 224 Gbps速率数据传输，而不会降低先前 Mirror Mezz 型款的配置密度。为了确保在更高的速度下实现可靠的性能，Molex 莫仕通过交错引脚布局优化了端子结构，并且将制造工艺升级为插入成型，以实现更高性能所需的精确布局和容差。
▲Mirror Mezz Pro &Mirror Mezz
涵盖224G生态系统的连接创新
Mirror Mezz Enhanced加入了Molex莫仕端到端224G创新解决方案系列。2023 年 5 月公司发布了率先上市的芯片到芯片产品组合，其中包括 Mirror Mezz Enhanced，以及 Inception线缆背板系统、CX2 Dual Speed 近ASIC连接器到电缆系统、OSFP 1600 I/O 解决方案，以及QSFP 800和QSFP-DD 1600 I/O 解决方案。
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Inception 线缆背板系统
Inception线缆背板系统从电缆优先的角度进行设计，支持可变间距密度、最佳信号完整性并易于与多种系统架构集成，从而提供了更大的应用灵活性。
▲Inception背板系统
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CX2 Dual Speed
CX2 Dual Speed 是 Molex莫仕的 224 Gbps-PAM4 近ASIC连接器到电缆系统，提供插配后螺钉啮合、集成应变消除功能、可靠的机械擦拭和完全受保护的“防拇指(thumb proof)”插配接口，以提高长期可靠性。
▲CX2 Dual Speed连接系统
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OSFP 1600解决方案
OSFP 1600解决方案进一步完善了产品组合，其中包括 SMT 连接器和屏蔽罩、BiPass 以及直接连接(DAC)和有源电力电缆(AEC)解决方案，每个连接器可实现每信道 224 Gbps-PAM4 速率或 1.6T 总体速率。
▲OSFP 1600解决方案
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QSFP 800和QSFP-DD解决方案
与OSFP产品系列一样，QSFP 800和 QSFP-DD 解决方案为 SMT 连接器和屏蔽罩、BiPass 以及 DAC 和 AEC 解决方案提供了升级功能，可实现每信道 224 Gbps-PAM4速率或每个连接器 1.5T 总体速率。
▲QSFP 800解决方案
迎接下一代高速互连的未来
总体而言，这些革新性的高速连接器系列实现了高数据传输能力，使得客户能够跟进数据密集型应用的需求，促进组件之间进行顺畅快速的通信。这种“盒到盒”扩展能力使得数据中心架构师能够通过双连接器电缆背板、三连接器和四连接器系统实现多个机箱之间的互连，并且每个部分都为速率和机械坚固性而优化。
随着技术不断进步，高速连接器的未来创新将朝着进一步小型化、提高数据传输速率和电源效率为重点的方向发展。对于依赖高性能计算和人工智能应用的企业和行业来说，紧跟这些发展趋势至关重要。
Molex莫仕将继续深化与客户和主要技术先驱的合作，保持积极进取的创新步伐，连接和完善下一代数据中心架构，以支持不断发展的人工智能应用，以及未来可能出现的任何计算方式。
