সার্ভারের জন্য PCB উৎপাদনে উচ্চ-গতির সংকেত প্রক্রিয়াকরণ
সার্ভারগুলি PCIe, ইথারনেট এবং DDR মেমরি বাসের মতো মাল্টি-গিগাবিট ইন্টারফেস জুড়ে উচ্চ-গতির ডেটা ট্রান্সমিশন, কম লেটেন্সি এবং সিগন্যাল অখণ্ডতা পরিচালনা করতে সক্ষম PCBগুলির দাবি করে। AI, ক্লাউড কম্পিউটিং এবং 5G ওয়ার্কলোডকে সমর্থন করার জন্য ডেটা সেন্টার স্কেল করার কারণে, PCB নির্মাতাদের অবশ্যই ক্রসস্ট্যাক, প্রতিবন্ধকতার অমিল এবং ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ইন্টারফেরেন্স (EMI) কমানোর জন্য ডিজাইনগুলি অপ্টিমাইজ করতে হবে। এই নিবন্ধটি সার্ভার PCB-তে উচ্চ-গতির সংকেত প্রক্রিয়াকরণের জন্য উন্নত কৌশলগুলি অন্বেষণ করে, প্রতিবন্ধকতা নিয়ন্ত্রণ, স্তর স্ট্যাকআপ অপ্টিমাইজেশান, এবং EMI প্রশমন কৌশলগুলিতে ফোকাস করে।
মাল্টি-গিগাবিট ইন্টারফেসের জন্য যথার্থ প্রতিবন্ধকতা নিয়ন্ত্রণ
উচ্চ-গতির সার্ভার ইন্টারফেস, যেমন PCIe 6.0 (64 GT/s) বা 400G ইথারনেট, সংকেত প্রতিফলন এবং ডেটা ত্রুটি রোধ করতে কঠোর প্রতিবন্ধকতা নিয়ন্ত্রণের প্রয়োজন। PCB গুলি প্রতিটি ইন্টারফেসের বৈশিষ্ট্যগত প্রতিবন্ধকতার সাথে মেলে এমন ট্রেস জ্যামিতি দিয়ে ডিজাইন করা হয়েছে—সাধারণত PCIe-তে ডিফারেনশিয়াল জোড়ার জন্য 85 ohms বা ইথারনেটের জন্য 100 ohms। নির্মাতারা লেজার-ডাইরেক্ট ইমেজিং (LDI) এবং নিয়ন্ত্রিত-গভীর মিলিং ব্যবহার করে ধারাবাহিক ট্রেস প্রস্থ এবং ব্যবধান বজায় রাখতে, লক্ষ্য মানের ±10% এর মধ্যে প্রতিবন্ধকতা সহনশীলতা নিশ্চিত করে।
ডিফারেনশিয়াল পেয়ার রাউটিং অপ্টিমাইজ করা হয়েছে তির্যক কমানোর জন্য, যেটি ঘটে যখন অসম ট্রেস দৈর্ঘ্য বা প্রসারণ বিলম্বের কারণে একটি জোড়ায় সংকেত বিভিন্ন সময়ে আসে। পিসিবিগুলি ট্রেস দৈর্ঘ্যকে সমান করার জন্য সর্পেন্টাইন রাউটিং বা ফেজ-ম্যাচিং কৌশলগুলি অন্তর্ভুক্ত করে, উচ্চ-গতির ইন্টারফেসের জন্য স্ক্যুকে 5 পিকোসেকেন্ডের কম কমিয়ে দেয়। উদাহরণ স্বরূপ, 5,600 MT/s গতিতে পরিচালিত একটি DDR5 মেমরি বাসের একাধিক DIMM স্লট জুড়ে ডেটা বৈধতা বজায় রাখতে 2 পিকোসেকেন্ডের নিচে স্কু কন্ট্রোল প্রয়োজন।
এমবেডেড প্যাসিভ উপাদান, যেমন রেজিস্টর বা ক্যাপাসিটর, পিসিবি স্তরে একত্রিত করা হয় যাতে পরজীবী ইন্ডাকট্যান্স যোগ না করে সিগন্যাল বা ফিল্টার নয়েজ বন্ধ করা হয়। PCIe ইন্টারফেসের জন্য, PCB গুলি AC-কাপলিং ক্যাপাসিটারগুলিকে অন্তর্ভুক্ত করতে পারে যা সাবস্ট্রেটের মধ্যে এমবেড করা DC অফসেটগুলিকে ব্লক করতে এবং উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি সংকেতগুলিকে পাস করার অনুমতি দেয়। ট্রেস দৈর্ঘ্য কমাতে এবং সিগন্যালের গুণমান উন্নত করতে এই উপাদানগুলি সংযোগকারী বা আইসিগুলির কাছাকাছি স্থাপন করা হয়। স্বয়ংক্রিয় অপটিক্যাল পরিদর্শন (AOI) সিস্টেমগুলি উত্পাদনের সময় প্রতিবন্ধকতা-সমালোচনামূলক বৈশিষ্ট্যগুলি যাচাই করে, IPC-2221 এর মতো শিল্পের মানগুলির সাথে সম্মতি নিশ্চিত করে।
সিগন্যাল ইন্টিগ্রিটি এবং পাওয়ার ডেলিভারির জন্য লেয়ার স্ট্যাকআপ অপ্টিমাইজেশান
সার্ভার PCB প্রায়শই 12+ লেয়ার স্ট্যাকআপ ব্যবহার করে পাওয়ার এবং গ্রাউন্ড প্লেন থেকে উচ্চ-গতির সিগন্যাল স্তরগুলিকে আলাদা করতে, ক্রসস্ট্যাক এবং EMI হ্রাস করে। একটি সাধারণ স্ট্যাকআপ উপাদানগুলির জন্য দুটি বাইরের স্তর, উচ্চ-গতির সংকেতের জন্য চারটি অভ্যন্তরীণ স্তর এবং শক্তি বিতরণ এবং গ্রাউন্ড রেফারেন্স প্লেনের জন্য অবশিষ্ট স্তরগুলি বরাদ্দ করতে পারে। ক্রিটিকাল সিগন্যালের জন্য স্ট্রিপলাইন রাউটিং পছন্দ করা হয়, কারণ এটি দুটি গ্রাউন্ড প্লেনের মধ্যে ট্রেস এম্বেড করে, যা মাইক্রোস্ট্রিপ (একক গ্রাউন্ড প্লেনের সাথে সারফেস-লেয়ার ট্রেস) এর চেয়ে ভালো শিল্ডিং প্রদান করে।
উচ্চ-গতির সার্ভার PCB-তে পাওয়ার অখণ্ডতা সমানভাবে গুরুত্বপূর্ণ, কারণ ভোল্টেজের ওঠানামা সিগন্যালের গুণমানকে হ্রাস করতে পারে। নির্মাতারা সিপিইউ বা এফপিজিএ-এর মতো উচ্চ-ক্ষমতার উপাদানগুলির কাছাকাছি স্থাপন করা কম-ইন্ডাকট্যান্স ডিকপলিং ক্যাপাসিটার সহ পাওয়ার ডিস্ট্রিবিউশন নেটওয়ার্ক (PDN) ডিজাইন করে। উদাহরণস্বরূপ, একটি সার্ভার মাদারবোর্ড 100 kHz থেকে 1 GHz ফ্রিকোয়েন্সি জুড়ে শব্দ ফিল্টার করতে 100 nF থেকে 10 μF পর্যন্ত মান সহ 0402-আকারের সিরামিক ক্যাপাসিটার ব্যবহার করতে পারে। PDN প্রতিবন্ধকতা ডিজাইনের সময় সিমুলেট করা হয় যাতে লক্ষ্য থ্রেশহোল্ডের নিচে থাকে (যেমন, 100 MHz এ <10 mΩ) ভোল্টেজের লহর রোধ করতে।
ব্যাকড্রিলিং গর্তের মাধ্যমে স্টাবগুলি সরানোর জন্য নিযুক্ত করা হয়, যা উচ্চ-গতির সংকেতগুলিতে প্রতিফলন ঘটাতে পারে। PCIe বা ইথারনেট ট্রেসের জন্য, PCBগুলি 10 গিগাহার্জের উপরে ফ্রিকোয়েন্সিগুলিতে সংকেত হ্রাস কমাতে 10 মিলের কম স্টাব দৈর্ঘ্য সহ ব্যাকড্রিলড ভায়া ব্যবহার করে। এই প্রক্রিয়ায় অতিরিক্ত তামা অপসারণের জন্য প্রাথমিকের চেয়ে সামান্য বড় একটি গৌণ গর্ত ড্রিলিং জড়িত, শুধুমাত্র মাধ্যমের কার্যকরী অংশটি সংকেত স্তরের সাথে সংযুক্ত থাকে। পার্শ্ববর্তী স্তরগুলিকে ক্ষতিগ্রস্ত না করে সম্পূর্ণ স্টাব অপসারণ নিশ্চিত করতে এক্স-রে পরিদর্শন ব্যবহার করে ব্যাকড্রিলিং যাচাই করা হয়।
উচ্চ-ঘনত্ব সার্ভার ডিজাইনের জন্য ইএমআই প্রশমন কৌশল
ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক হস্তক্ষেপ উচ্চ-গতির ট্রেস, ঘড়ি এবং বিদ্যুত সরবরাহের নৈকট্যের কারণে সার্ভার PCB-তে একটি উল্লেখযোগ্য চ্যালেঞ্জ তৈরি করে। শিল্ডিং কৌশল, যেমন এমবেডেড ধাতু ঢাল বা পরিবাহী আবরণ, বোর্ডের নির্দিষ্ট অঞ্চলের মধ্যে EMI ধারণ করতে ব্যবহৃত হয়। উদাহরণস্বরূপ, একটি 100G ইথারনেট PHY হোস্ট করা একটি PCB IC এর চারপাশে একটি তামার ঢাল এবং এর সাথে সম্পর্কিত চিহ্নগুলিকে সংলগ্ন মেমরি চ্যানেলগুলিতে হস্তক্ষেপ থেকে বিকিরণিত নির্গমনকে ব্লক করতে পারে।
ডিফারেনশিয়াল সিগন্যালিং একক-এন্ডেড সিগন্যালের তুলনায় ইএমআই-এর প্রতি সহজাতভাবে বেশি প্রতিরোধী, কারণ শব্দ যুগল উভয় ট্রেসে সমানভাবে এবং রিসিভারে বাতিল হয়ে যায়। PCBs উচ্চ-গতির ইন্টারফেসের জন্য ডিফারেনশিয়াল জোড়ার ব্যবহার সর্বাধিক করে, সাধারণ-মোড প্রত্যাখ্যান বাড়াতে টাইট কাপলিং (ট্রেসের মধ্যে ছোট ফাঁক) নিশ্চিত করে। ইউএসবি 4.0 বা থান্ডারবোল্ট সংযোগের জন্য, কোলাহলপূর্ণ পরিবেশে সিগন্যালের অখণ্ডতা বজায় রাখার জন্য ডিফারেনশিয়াল পেয়ারগুলিকে 3-5 মিলের একটি ধ্রুবক ব্যবধানে রাউট করা হয়।
ফ্রিকোয়েন্সি-ডোমেন বিশ্লেষণ সরঞ্জামগুলি সম্ভাব্য ইএমআই হটস্পটগুলি সনাক্ত করতে ডিজাইনের সময় ব্যবহার করা হয়, যেমন ট্রেস দৈর্ঘ্য বা উপাদান স্থাপনের কারণে অনুরণিত ফ্রিকোয়েন্সি। PCBs নির্দিষ্ট EMI ব্যান্ডগুলিকে দমন করার জন্য সাবস্ট্রেটের মধ্যে ফ্রিকোয়েন্সি-সিলেক্টিভ সারফেস (FSS) বা ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ব্যান্ডগ্যাপ (EBG) কাঠামো অন্তর্ভুক্ত করতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, পর্যায়ক্রমিক ধাতব প্যাচ সমন্বিত একটি EBG কাঠামো 1-10 GHz পরিসরে শব্দ কমিয়ে দিতে পারে, যা উচ্চ-গতির ডিজিটাল সার্কিটে সাধারণ। PCBগুলি FCC পার্ট 15 বা CISPR 32-এর মতো নিয়ন্ত্রক মানগুলি মেনে চলে তা যাচাই করার জন্য উত্পাদনকারীরা উত্পাদনের সময় বিকিরণিত নির্গমন পরীক্ষা করে।
প্রতিবন্ধকতা নিয়ন্ত্রণ, লেয়ার স্ট্যাকআপ অপ্টিমাইজেশান এবং ইএমআই প্রশমনকে অগ্রাধিকার দিয়ে, PCB নির্মাতারা আধুনিক ডেটা সেন্টারের জন্য প্রয়োজনীয় উচ্চ-গতির কর্মক্ষমতা এবং নির্ভরযোগ্যতা সরবরাহ করতে সার্ভারকে সক্ষম করে। এই কৌশলগুলি নিশ্চিত করে যে সার্ভার পিসিবিগুলি ক্রমবর্ধমান ঘন এবং জটিল ডিজাইনে সংকেত অখণ্ডতা বজায় রেখে ডেটা রেট বাড়াতে পারে।
