数据中心448Gbps信道下多种调制技术的性能分析
栏目:公司动态 发布时间:2026-01-31
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  为应对日益增长的 AI 数据处理需求,数据中心需扩展 AI 集群规模,同时提升各集群内部的数据传输能力。当集群扩展至数百甚至数千节点时,互连架构将成

  为应对日益增长的 AI 数据处理需求,数据中心需扩展 AI 集群规模,同时提升各集群内部的数据传输能力。当集群扩展至数百甚至数千节点时,互连架构将成为这些通信信道的主要带宽限制因素。铜缆互连仍是扩展 AI 集群规模的可行选择,但在单通道 448G 速率下使用铜缆时,需深入理解与连接器设计和结构相关的信号完整性 (SI) 问题。

  随着串行传输速率提升,数据中心架构持续演进。早期低速率场景下,PCB 与封装损耗可忽略,连接器布置灵活;高速传输需求下,电缆连接器逐步向 ASIC 或处理器靠近,共封装铜缆技术直接将铜缆集成至芯片封装,绕过 PCB 以降低损耗,其连接器置于 ASIC 封装上,通过双轴电缆连接外部 I/O 或背板。

  共封装铜缆连接器作为表面贴装(SMT)组件,面临短截线、引脚隔离、通孔对接等信号完整性挑战,PCB 布线的插入损耗问题更为突出,这些因素对 448G 调制方案的适用性影响亟待明确。

  Molex莫仕与一家全球领先的半导体供应商联合开展了此项研究,研究聚焦 448G 信道中 SMT 连接器及共封装铜缆连接器的信号完整性,分析连接器设计对插入损耗带宽的影响及高频噪声对信噪比的作用,通过理想化信道模型(含 BGA 和连接器连接),验证三种调制方案的可行性。

  PCB 信道损耗显著高于共封装铜缆,后者在相同损耗下传输距离更长,或同等距离下损耗更低。两者在 56 GHz 奈奎斯特频率以上可支持 224Gbps PAM4,但均无法满足 448G PAM4 的带宽需求。频率接近 80 GHz 时,非线性插入损耗会导致信道带宽失效。

  高密度连接器的相邻信号串扰会占用噪声预算,噪声代价随串扰水平降低而减弱,随信号损耗增加而上升。共封装铜缆因低损耗表现更优;PAM6 在 90 GHz 的串扰水平高于 PAM8 在 75 GHz 的表现,承受更高噪声代价,但信道带宽达标时 PAM6 性能更优。需通过新型屏蔽技术和插配接口设计抑制串扰,提升传输距离。

  共封装铜缆绕过 PCB 通孔与有损材料的限制,使连接器结构成为主要带宽瓶颈。448G 场景下,连接器需解决插配接口短截线损耗、J 型引线连接的通孔 / 焊盘短截线最小化、双轴电缆过渡结构宽带化等问题。

  研究证实铜缆信道可支持 448G PAM6 和 PAM8(PAM8 适配低带宽信道),但连接器插入损耗谐振、串扰优化,以及新型均衡方案对非线性损耗的缓解等问题,仍需进一步突破以保障高保真传输。