PCB 84 lớp: SpaceX nghiên cứu thay cáp trong rack AI

SpaceX đang phát triển thiết kế dùng bo mạch in (PCB) 84 lớp thay cho các mô-đun cáp đồng NVLink của Nvidia (NVDA) trong rack máy chủ AI Kessel.

SemiAnalysis cho biết trong bài đăng ngày 11 rằng Kessel dựa trên thiết kế Vera Rubin NVL72 của Nvidia. Cấu hình rack gồm 72 gói GPU, 18 khay tính toán và 9 khay chuyển mạch NVLink, tương tự thông số Nvidia đã công bố cho Vera Rubin NVL72.

Mỗi khay tính toán có 4 GPU Rubin và 2 CPU Vera. Theo cấu hình này, toàn rack có 72 GPU và 36 CPU. NVLink là công nghệ kết nối giúp nhiều GPU trao đổi dữ liệu tốc độ cao.

Rack tiêu chuẩn hiện nay của Nvidia dùng các mô-đun cáp đồng NVLink để kết nối khay tính toán với khay chuyển mạch. Trong thiết kế Kessel, hai loại khay được đặt quay lưng vào nhau ở hai bên bo mạch trung tâm, để tín hiệu tốc độ cao truyền qua bo mạch.

Bo mạch trung tâm là PCB 84 lớp sử dụng vật liệu nền đồng (CCL) cấp M10. CCL là vật liệu dùng để xếp chồng các lớp mạch. Với thiết kế này, bo mạch đảm nhận đường truyền tín hiệu vốn do bó cáp thực hiện.

Thiết kế Kyber của Nvidia, được SemiAnalysis dùng để so sánh, có 156 lớp và sử dụng vật liệu M9. Kessel có ít hơn 72 lớp nhưng dùng vật liệu cấp cao hơn. SemiAnalysis mô tả Kessel là phiên bản Kyber thu nhỏ.

Việc sản xuất bo mạch nhiều lớp đòi hỏi căn chỉnh chính xác các lớp mạch và kiểm soát suy hao tín hiệu. Độ chính xác khi khoan và chất lượng vật liệu cũng ảnh hưởng đến tỷ lệ thành phẩm. Nếu bo mạch có lỗi khó khắc phục ở bên trong, toàn bộ bo mạch có thể phải bị loại bỏ.

SemiAnalysis cho biết hồi tháng 7, vấn đề sản xuất bo mạch trung tâm cỡ lớn của Kyber đã khiến kế hoạch sản xuất hàng loạt chậm hơn 12 tháng. Kessel có ít lớp hơn, nhưng thách thức sản xuất để truyền tín hiệu tốc độ cao qua bo mạch vẫn còn.

Trước đó, TokenPost từng đưa tin về ước tính nhu cầu mũi khoan PCB cho máy chủ AI sẽ tăng. Trọng tâm của thiết kế Kessel lần này là cách đưa bo mạch nhiều lớp vào bộ phận kết nối của rack máy chủ, chứ không phải khối lượng cung ứng của một nhà cung cấp cụ thể.

Theo SemiAnalysis, Kessel được thiết kế cho cả trung tâm dữ liệu trên mặt đất và cơ sở tính toán trên quỹ đạo. Việc đưa thiết bị lên quỹ đạo đòi hỏi cân nhắc đồng thời khối lượng, điện năng, làm mát và điều kiện sửa chữa.

Thay hệ thống cáp bằng PCB có thể giúp đơn giản hóa một phần khâu lắp ráp. Tuy nhiên, tác động của thiết kế này đến khối lượng khi phóng và độ tin cậy trong vận hành trên quỹ đạo cần được kiểm chứng qua quá trình chế tạo và vận hành thực tế.

Cách mua linh kiện cũng sẽ thay đổi. SemiAnalysis cho biết SpaceX dự kiến mua trực tiếp các gói chip từ Nvidia và tự thu xếp những linh kiện còn lại.

Thiết kế này bỏ qua khâu cung ứng bo mạch tính toán L6 của Nvidia. L6 là công đoạn bo mạch đã lắp ráp các linh kiện chính; nếu kế hoạch được triển khai như dự kiến, SpaceX sẽ trực tiếp lựa chọn nhà cung cấp bo mạch và các linh kiện còn lại.