電子發燒友網報道（文/李彎彎）AI服務器是 專為人工智能工作負載設計和優化的高性能計算系統，其核心作用是為機器學習、深度學習、大模型訓練與推理等任務提供強大的算力支撐和高效的資源管理。AI服務器市場前景廣闊，全球AI服務器預計2023年市場規模將達到1500億?2000億美元，復合年增長率約為28%-32%。

隨著AI技術的快速發展，AI服務器的需求持續上升，這對上游的芯片、電子元器件廠商來說是機會也是挑戰。在上周的慕尼黑上海電子展上，多家公司展出AI服務器相關的創新產品和方案，如SILERGY（矽力杰）、帝奧微、上海永銘等。

矽力杰多通道時鐘緩沖器方案優化AI服務器主板布局

SILERGY（矽力杰）可以為AI服務器的主板、電源模塊、光模塊、以太網卡、GPU、NAND、DIMM等多個模塊提供相應的產品和解決方案。如矽力杰的PCle時鐘緩沖器SQ82100、溫度傳感器SQ5291、功率監控器SQS2201/5/6等可以為AI服務器的主板提供服務。

PCIe接口常用于服務器和高性能計算系統的高速數據接口，經過多年發展，PCIe接口已經從PCIe Gen1(2.5GT/s)演進到如今的PCIe Gen6(64GT/s)，在個人計算機、服務器、工作站、輔助駕駛等電子設備終端中被廣泛應用。

PCIe接口的參考時鐘為100MHz的差分 HCSL/LP-HCSL 電平信號。最為常用和可靠的時鐘架構是Common Clock Architecture (CC)，即使用單一的時鐘緩沖器為多個PCIe終端設備提供點對點的參考時鐘。

SQ82100是SILERGY 2023年推出的一款多通道時鐘緩沖器方案，提供20路超低附加抖動的LP-HCSL參考時鐘，輸出差分阻抗為85Ω。SQ82100高集成的輸出端口可以節省外部匹配的80個終端電阻從而優化PCB布局。內部集成OE，SMBus以及3線SBI (Side Band Interface) 功能以方便控制打開或關閉任何通道，調節輸出信號幅度、阻抗及默認下電電平。



矽力杰數字電源控制器SQ51103、80V電流檢測運放SQ52132/SQ52131可以用于AI服務器的電源模塊。

數字電源，是以數字技術實現電源的控制，如電源電壓電流采樣(ADC)、環路運算(PID)、PWM輸出和故障保護。同時，MCU搭配PMBus、UART等通信外設，可以實現電源的在線監測、遠程控制、在線下載等功能。

相較于模擬電源，數字電源的集成度更高，而系統并不隨功能模塊的增加而復雜化，外圍器件較少，且不存在器件誤差、老化、溫度影響等問題，更有利于獲得穩定一致的控制參數，同時也更易于實現非線性控制，改善電源的瞬態響應能力。

針對服務器電源、通信電源對高功率密度的要求，矽力杰此前推出了高集成度的數字電源控制器SQ51103。芯片集成有靈活、可配置的高速硬件環路外設，包括模擬前端外設(AFE)，數字PID和DPWM模塊，以實現多種隔離DC-DC電源與AC-DC電源的高速控制。同時，SQ51103包含62.5MHz的Cortex-M4的數字核，以及SARADC, PMBus/I2C, UART,Timer, PWM, Capture等多個通用外設，方便實現電源信號的監測和通信。

除此之外，矽力杰在AI服務器的光模塊、以太網卡、GPU、NAND、DIMM等部分也有相應的產品可以提供服務，如光模塊部分有16/12bit8ch電壓數模轉換器SQ82968/SQ82928、精密電流檢測運放SQ52102；以太網部分有以太網ESDSYS11U03AMC/SYS14L02DHC；GPU部分有PLD/時序控制SY33518C、功率監視器SQ52205等。

帝奧微創新產品支持芯片級聯系統擴容，解決信號衰減問題

帝奧微針對AI服務器應用推出了多款產品，如DIO74812系列、DI3PCIE350、DIO36812等。DIO74812系列是國內首款13CHub，多達8個target接口，支持芯片級聯系統擴容，解決了信號衰減問題；SMBus agent模式隔離13C和I2C網絡，可以同時運行不同的網絡，提升網絡效率。

隨著AI服務器算力的不斷提升，PCIE接口數量和內存訪問速率急劇增長，由此PCIE和內存的控制接口升級為I3C。I3C(Improved Inter-Integrated Circuit)是I2C(Inter-Integrated Circuit)的升級版本，旨在提升速度、效率和靈活性，同時降低功耗。I3C針對DIMM模塊管理、多節點存儲系統、智能傳感器網絡等場景提供一站式解決方案，將推動在云計算、5G基站、嵌入式系統、工業自動化、物聯網等領域的規模化應用，并在大數據交互，例如AI計算，嵌入式機器人系統中有著廣闊前景。



DI3PCIE350集成4個2選1開關，每個開關的信號帶寬高達11GHz，支持多個PCIE板卡之間的切換。

服務器作為互聯網的綜合業務服務平臺，承載著為客戶機提供計算、存儲等關鍵應用服務的重任。在云計算、5G、人工智能等高科技行業迅猛發展的推動下，服務器市場需求呈現出爆發式增長。大模型不斷發展，更是將服務器推至聚光燈下。大模型的應用通過大量數據存儲于服務器中，再利用大規模預訓練語言模型從數據庫中篩選最優結果，對服務器的算力和存儲提出了嚴苛挑戰。

帝奧微創新推出的DI3PCIE350，成為國內首款專為服務器設計的PCIE3.0開關。這款產品以其寬范圍的工作電壓1.5V至5.5V和高達11GHz的帶寬，完美適配PCIE3.0高速信號的切換需求。

在高速信號傳輸的領域中，眼圖被視為衡量信號完整性的關鍵指標。眼圖的清晰度反映了信號傳輸的準確度，而一個張開的眼圖則意味著更高的傳輸質量。它允許系統設計時更大的線損和寄生電容容限，從而提升了布局和走線的靈活性。帝奧微的DI3PCIE350開關在這方面表現出色，即使在10Gbps的高數據率下，仍能維持出色的眼圖效果。

疊層高分子固態鋁電解電容器創新解決AI服務器網關痛點

在此次展會上，上海永銘展出了AI服務器電源和備用電源BBU的相關產品，如疊層高分子固態鋁電解電容、導電高分子鉭電解電容、多層陶瓷片式電容器。

在這個信息爆炸的時代，服務器網關作為數字世界的交通樞紐，承載著連接世界的重任。高性能處理器、大容量內存以及高速網絡接口等硬件的升級，使得網關能夠處理更加復雜的網絡任務。同時，高可靠性和高穩定性也成為網關技術的核心要求，以確保在惡劣的網絡環境下仍能保持穩定的運行。

然而，現有的服務器網關在電源管理、濾波能力、散熱性能以及空間布局等方面仍存在著諸多痛點。電源波動和紋波噪聲的干擾，可能導致網關性能下降甚至故障；散熱不良則可能引發過熱問題，影響網關的可靠性和壽命；而緊湊的空間布局則對元器件的集成度和體積提出了更高的要求。

基于這些痛點，疊層高分子固態鋁電解電容器為服務器網關提供可靠的解決方案以保證卓越的性能。疊層高分子固態鋁電解電容器具有四大顯著優勢：超低ESR：ESR可達到3mΩ以下，確保平滑電源中的電壓波動，降低電源噪聲，提供穩定的電力供應，確保服務器網關的正常運行；寬溫穩定：優良的溫度穩定性和較長的使用壽命，適合在數據中心、網關等高溫環境中使用；超小型、薄型化：保證PCB空間極致利用；高容量密度：在瞬時負載變化時提供快速的能量支持，確保網關內部電源系統不會因電壓下降而出現故障。



上海永銘展出了兩款適用于AI服務器的疊層高分子固態鋁電解電容器MPD19和MPD28。MPD19，高耐壓設計，適用于對電壓等級有較高要求的網關應用，確保電源系統的穩定性和可靠性；MPD28，適用于對電容值要求較高且空間有限的網關場景，具有超高的容量密度和穩定的性能表現。

除此之外，上海永銘也展出了適用于AI服務器備用電源BBU的產品方形鋰離子超級電容器和鋰高子超級電容模組。方形鋰離子超級電容器SLF系列具有-30°C-+80°℃，100萬次循環壽命，六年以上使用壽命的特性，快速響應大電流條件下的電壓波。鋰高子超級電容模組SLM系列具有-30°C-+80°℃，100萬次循環壽命，六年以上使用壽命的特性，相比傳統UPS，可以幫BBU體積減少50%-70%；重量減經50%-60%；充電速度提升5倍。

總結

可以看到，在AI技術飛速發展的背景下，以及大模型的不斷出現及應用，AI服務器在技術上面臨諸多挑戰，如要求更大的算力、更高的存儲、更快的速度、更低的能耗、更緊湊的空間等等，面對這些技術挑戰，產業鏈企業都在創新型地推出相應的解決方案，來滿足AI技術發展提出的新需求，共同推進科技發展的持續進步。