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點擊探索：當銅遇見 AI，改寫算力革命的底層邏輯！

發(fā)布時間：2025年9月3日 | 文章來源：是德科技KEYSIGHT | 瀏覽次數(shù)：313 | 訪問原文
有源銅纜

大模型背后的隱形英雄

現(xiàn)在大家都在關注大模型，像ChatGPT，xAI等，尤其是Deepseek，最近都火出圈了！

這些超強能力的AI模型，都是通過超大規(guī)模的數(shù)據(jù)中心，吃掉了大量的算力，才訓練出來了超大模型。單個GPU遠遠不能滿足超大規(guī)模訓練的算力要求，需要通過高速互聯(lián)技術，把GPU、機架等連接起來，實現(xiàn)算力倍增的效果。

對于互聯(lián)的材料選擇，現(xiàn)在的原則是：“能用銅纜的地方盡量用銅纜，只有銅纜做不到的時候，才考慮用光互聯(lián)?！背杀竞凸氖侵饕?。

現(xiàn)在大多數(shù)的超算中心以及Nvidia下一代的GPU 主要還是采用銅纜，NVIDIA GB200 NVL72系統(tǒng)使用5184條大銅纜，合計長度超2英里。這種全銅互聯(lián)的方案相比光互聯(lián)的功耗會更低，據(jù) Nvidia 聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官黃仁勛介紹，與使用光收發(fā)器和重定時器相比，銅互聯(lián)方案能節(jié)省約 20 千瓦的電力，將機架功耗從原來的 120 千瓦降至 100 千瓦。在一些特殊的環(huán)境下，比如有些數(shù)據(jù)中心是建在孤島或海底，銅纜作為無源傳輸媒介，其耐用性更強，維護成本相對較低，特別是在惡劣環(huán)境下（如海底或偏遠地區(qū)），銅纜的性能通常更為穩(wěn)定。在這些特殊的場合，盡管銅纜帶寬有限，仍然可能成為更優(yōu)的選擇。

銅的歷史

銅的歷史可以追溯到上世紀90年代。當時，半導體行業(yè)使用的是鋁線，隨著集成電路的越來越小，鋁的導電性和可靠性成了瓶頸，鋁線更容易斷裂。

1997年，IBM打破了這一瓶頸，宣布了可制造的銅CMOS技術。1998年9月1日，IBM成功推出了世界上第一款使用銅互聯(lián)的微處理器——PowerPC 750，它最初是采用鋁設計的，其工作頻率為300 MHz，采用銅互聯(lián)之后，同一芯片的速度至少能達到400MHz，提高了33%。IBM的這一突破使得眾多的半導體廠商，如摩托羅拉、德州儀器、AMD、英特爾等都開始轉(zhuǎn)而探索銅纜連接技術。根據(jù)IBM的研究，銅線的導電電阻比鋁線低40% 左右，這可使微處理器速度額外提高15%，而且尺寸更小。可靠性和耐用性也顯著提高，長期可靠性提高 100 倍。

進一步，銅纜的壽命也變得很長，可以達到10到30年之間。此外，銅纜極低的發(fā)熱量更好地解決了散熱問題。芯片上的元件越多，發(fā)熱量就越大，而銅比鋁散熱更快，可以降低芯片的運行溫度。從IBM的突破開始，銅互聯(lián)技術就成為了行業(yè)標準。各大芯片制造商紛紛采用銅互聯(lián)，推動了處理器速度和效率的不斷提升。

上一節(jié)提到NVIDIA的GB200 NVL72服務器，其中就有5000多條銅纜。通常一個機柜4000-5000千條銅纜幾乎是標配。

上千條銅纜一起工作，如何確保每一條銅纜都穩(wěn)定可靠？

必須要對銅纜進行測試，為了提高測試效率，業(yè)內(nèi)使用了一種叫做PXI網(wǎng)分的設備，它的作用是幫助我們更快地并行同時測試多組銅纜。單臺滿配的PXI網(wǎng)分相當于8臺4端口的臺式網(wǎng)分，這樣配置的測試速度比使用單臺臺式網(wǎng)分配合開關矩陣的方式設備測試快很多倍。

如果測試量不是特別大，也可以選擇單臺網(wǎng)分加上開關矩陣，通過切換選擇不同的銅纜進行測試，足夠應對小規(guī)模的測試。如果需要更多端口的測試，一臺主控電腦可以控制4個PXI機箱，并行測試 32對差分銅纜。這種配置適用于需要快速、大規(guī)模測試的場景。

銅連接的未來挑戰(zhàn)和趨勢

目前主流的224G傳輸速率確實已經(jīng)能夠滿足絕大部分數(shù)據(jù)中心和高性能計算的需求，隨著數(shù)據(jù)量的不斷增加和新興應用對帶寬需求的急劇提升，448G的預研顯得尤為重要。

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對于448G的預研而言，可能會遇到一些技術挑戰(zhàn)，如信號衰減、噪聲管理、電源功耗等，但隨著半導體工藝的進步和調(diào)制解調(diào)技術的創(chuàng)新，這些問題是可以被逐步克服的。

在448G的預研中，高速信號的調(diào)試和一致性測試尤為關鍵。作為半導體產(chǎn)業(yè)鏈中的一員，是德科技的設備可以為研發(fā)人員提供可靠的高帶寬測試環(huán)境，驗證信號的完整性、電源完整性、噪聲管理以及誤碼率等關鍵性能指標。

金田銅業(yè)生產(chǎn)銅帶、銅排、銅線、無氧銅管等銅材，被廣泛應用于半導體領域，歡迎來電咨詢，聯(lián)系電話：0574-83005999。