Nova solução de interconexão PCIe de alta velocidade: análise da aplicação de cabos coaxiais extremamente finos

Na era da computação de alta velocidade e da interconexão de data centers, o PCIe (PCI Express) se tornou a interface de alta velocidade para conectar dispositivos centrais como CPU, GPU, SSD e aceleradores de IA. Com a velocidade de PCIe 5.0/6.0 alcançando 32~64GT/s, a integridade do sinal, as perdas de transmissão e os requisitos de layout de cabos se tornaram cada vez mais rigorosos. Nesse contexto, o conjunto de cabos coaxiais microscópicos (Micro Coaxial Cable Assembly) ganhou importância devido à sua alta capacidade de screening, controle de impedância preciso e design compacto e flexível, tornando-se uma solução-chave para transmissões de alta frequência e alta velocidade.

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Por que sinais PCIe de alta velocidade precisam de um feixe de cabos coaxiais muito finos?

PCIe sinais pertencem a sinais de diferença de alta velocidade, com frequência que pode alcançar dezenas de GHz. Quando a taxa de transferência ultrapassa 16Gbps, qualquer desvio de impedância ou má vedação de blindagem pode causar reflexão de sinais, colapso do gráfico de olhos e aumento da taxa de erro. Cada condutor de um feixe coaxial extremamente fino tem uma camada de blindagem independente, fornecendo excelente isolamento de interferência eletromagnética (EMI), e mantendo consistência geométrica rigorosa, mantendo a impedância diferencial estável dentro de um intervalo de 100Ω ou 90Ω. Este design garante a sincronização e integridade de sinais de alta velocidade em ambientes com múltiplos canais e múltiplas interfaces, sendo especialmente adequado para aplicações PCIe Gen4/5/6.

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Dois, desafios de cabos带来的PCIe高速化

Com a taxa de transmissão aumentando para 32Gbps ou mais, a frequência do sinal entra na faixa de GHz, exigindo altas especificações de atenuação, interferência crosstalk, perda de inserção e reflexão. Cabos de par绞 tradicionais, FFC ou FPC têm dificuldade em equilibrar alta largura de banda e configuração compacta, enquanto os cabos coaxiais ultrafinos, com blindagem independente e controle de impedância preciso, eficazmente reduzem a reflexão e a perda de sinal. Ao mesmo tempo, seu design altamente flexível se adapta a aplicações complexas de alta densidade, como servidores de IA, módulos de GPU e placas de expansão de FPGA, satisfezendo as necessidades duplas de transmissão de alta velocidade e flexibilidade de configuração.

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Três, aplicação de fio coaxial ultrafino no sistema PCIe

Nos servidores de AI, dispositivos de computação de borda e sistemas de expansão de GPU, os cabos coaxiais extremamente finos são amplamente utilizados em prolongamentos PCIe, interligações de placas de backplane, módulos de adaptação e interfaces de teste de FPGA. Por exemplo, em interconexões de múltiplas placas GPU ou em caixas de expansão PCIe, a linha pode atingir 30~50cm, mas ainda assim precisa garantir baixas perdas e baixos erros a velocidades superiores a 32Gbps. A micro coax com condutores de cobre revestidos de prata, blindagem tecida e materiais de meio de frequência alta (como PTFE, ePTFE) pode alcançar uma largura de banda de sinal de até 40GHz e uma transmissão estável, satisfazendo as necessidades de interconexão de alta velocidade em cenários de aplicação complexos.

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A fibra coaxial ultrafina, graças a sua alta frequência baixa perda, controle preciso de impedância, excelente desempenho de blindagem e alta flexibilidade, já se tornou a solução ideal para interconexões de alta velocidade PCIe Gen4/5/6, fornecendo transmissão de sinais confiável e rápida para servidores de IA, plataformas de computação alta performance e centros de dados.

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