多芯片互联PCB：如何破解高算力下的信号串扰难题？

    在 AI 服务器、云计算服务器等高算力场景中，多 CPU（如 Intel Xeon、AMD EPYC）与 GPU（如 NVIDIA A100）的互联是核心需求 —— 单台服务器常需 4-8 颗芯片协同工作，通过 PCIe 6.0（速率 32GB/s）、UPI（英特尔 Ultra Path Interconnect）等高速总线传输数据。但普通 PCB 设计易因 “信号串扰”“延迟超标” 导致算力浪费：某 AI 服务器因 PCIe 6.0 总线串扰噪声超 20mV，芯片间数据传输误码率从 10^-12 升至 10^-8，GPU 算力利用率仅 80%；某云计算服务器因 UPI 总线延迟超 50ns，多 CPU 协同效率下降 15%，无法满足大规模数据处理需求。

 

要释放多芯片的全部算力，服务器互联 PCB 需突破 “布局、阻抗、隔离” 三大核心难点：首先是多芯片居中对称布局。芯片互联的关键是 “缩短总线路径，减少信号衰减”：将 CPU/GPU 芯片布置在 PCB 几何中心，内存插槽、PCIe 扩展槽环绕芯片布局，确保高速总线（如 PCIe 6.0）路径≤15cm（PCIe 6.0 信号每 1cm 衰减约 0.1dB，15cm 内衰减可控制在 1.5dB 以内）；多芯片间保持等距（如 4 颗 CPU 呈正方形布局，间距 20cm），避免某条总线过长导致延迟差异 —— 某 AI 服务器通过对称布局，UPI 总线延迟从 50ns 降至 35ns，CPU 协同效率恢复至 98%。

 

 

其次是高速总线的精准阻抗控制。PCIe 6.0、UPI 等总线对阻抗偏差极为敏感（要求 50Ω±3%），需从基材与布线双管齐下：选用生益 S1141H 高 Tg 基材（Tg≥170℃，介电常数 εr=4.2±0.05），减少温度波动对阻抗的影响；高速差分对采用 “微带线 + 接地平面” 结构，线宽 0.25mm、线距 0.18mm（通过 Polar SI9000 计算），并通过激光微调确保阻抗偏差≤±2%；布线时避免 90° 弯折（用 135° 圆弧过渡，半径≥1mm），减少阻抗突变导致的信号反射。某测试显示，优化后 PCIe 6.0 总线的反射系数≤-25dB，串扰噪声从 20mV 降至 8mV 以下。

 

 

最后是多总线的电磁隔离设计。不同总线（PCIe、UPI、DDR）混合布局易串扰，需通过 “接地隔离带 + 屏蔽罩” 双重防护：在 PCIe 与 UPI 总线间布置 3mm 宽的接地隔离带（2oz 铜箔，接地电阻≤50mΩ），隔离带与 PCB 主接地平面单点连接；在 CPU/GPU 周边布置金属屏蔽罩（0.15mm 铜箔），屏蔽罩底部通过多个接地柱与接地平面连接，外部干扰抑制率≥90%。某云计算服务器通过隔离优化，多总线串扰噪声从 15mV 降至 5mV，数据传输误码率恢复至 10^-12。

针对服务器多芯片互联的高要求，捷配推出高算力服务器 PCB 解决方案：布局支持 4-8 颗 CPU/GPU 居中对称设计，高速总线路径≤15cm；阻抗控制采用生益 S1141H 基材 + 激光微调，PCIe 6.0/UPI 总线阻抗偏差≤±2%；隔离防护含 3mm 接地隔离带 + 铜箔屏蔽罩，串扰≤8mV。同时，捷配的 PCB 通过 PCI-SIG PCIe 6.0 兼容性测试、UPI 总线延迟测试，适配 AI、云计算服务器场景。此外，捷配支持 1-12 层服务器互联 PCB 免费打样，48 小时交付样品，批量订单可提供信号完整性与算力利用率测试报告，助力服务器厂商释放多芯片协同算力。