Crecimiento explosivo y exigencias técnicas de las placas de circuito impreso para servidores de IA: un análisis exhaustivo

1. Crecimiento explosivo en las placas de circuito impreso para servidores de IA

En los últimos años, las aplicaciones de IA han experimentado un crecimiento explosivo. El aumento exponencial de la demanda de potencia de cómputo para IA por parte de empresas e instituciones de investigación ha impulsado directamente el crecimiento del mercado de servidores de IA. Según datos de TrendForce, se espera que los envíos de servidores de IA alcancen casi 1,2 millones de unidades en 2023, lo que representa un incremento interanual de casi 38,41 billones de unidades. Para 2026, se prevé que el número de servidores de IA supere los 2,3 millones. El rápido crecimiento de los servidores de IA se debe principalmente a los siguientes factores. Primero, el entrenamiento y la inferencia de modelos de gran tamaño requieren una potencia de cómputo extremadamente alta. Por ejemplo, el modelo GPT-3 tiene 175 mil millones de parámetros. Entrenar un modelo de este tipo requiere una enorme cantidad de recursos de cómputo, y los servidores de IA proporcionan potentes capacidades de cómputo paralelo para satisfacer las demandas del entrenamiento de modelos a gran escala. Segundo, la amplia aplicación de la IA en diversas industrias, como el servicio al cliente inteligente, el reconocimiento de imágenes y las recomendaciones inteligentes, también ha impulsado a las empresas a aumentar su inversión en servidores de IA para mejorar su eficiencia y competitividad. Además, con el desarrollo de tecnologías emergentes como el 5G y el Internet de las Cosas, los volúmenes de datos están creciendo exponencialmente, y la demanda de procesamiento y análisis de datos está impulsando aún más el crecimiento del mercado de servidores de IA.

2. Requisitos especiales para PCB en servidores de IA

Los requisitos de rendimiento de los servidores de IA difieren significativamente de los de los servidores tradicionales, lo que impone mayores exigencias a las placas de circuito impreso (PCB). Los servidores tradicionales se utilizan principalmente para el almacenamiento de datos y tareas de computación rutinarias, con requisitos relativamente bajos en cuanto a velocidad de procesamiento y tasas de transmisión de datos. En cambio, los servidores de IA necesitan procesar enormes cantidades de datos y realizar cálculos de alta velocidad para satisfacer las demandas en tiempo real de los algoritmos de IA.

Para satisfacer las exigentes necesidades de rendimiento de los servidores de IA, las placas de circuito impreso (PCB) requieren mejoras en cuanto al número de capas, los materiales y los procesos. Las PCB de servidores tradicionales suelen tener entre 6 y 16 capas, mientras que las de servidores de IA suelen tener más de 20, llegando incluso a 30 en ocasiones. Este mayor número de capas proporciona más espacio para el cableado, reduce la interferencia de la señal y mejora la estabilidad y la velocidad de la transmisión de datos. Los servidores de IA requieren laminados revestidos de cobre con una baja constante dieléctrica (Dk) y bajas pérdidas dieléctricas (Df) para reducir las pérdidas de transmisión de la señal y mejorar su integridad. Además, las PCB de servidores de IA requieren técnicas de fabricación más avanzadas, como el taladrado posterior, el encapsulado con resina y la poliolefina (POFV), para mejorar la fiabilidad y la estabilidad de la placa.

3. Análisis de las razones del crecimiento explosivo de la demanda de PCB para servidores de IA

En los servidores de IA, los módulos GPU son componentes esenciales que proporcionan una gran potencia de cálculo. Los procesadores A100 y H100 de NVIDIA, por ejemplo, se utilizan ampliamente en la computación de IA, y la demanda de placas de circuito impreso (PCB) compatibles con estos procesadores ha aumentado considerablemente. Para mejorar la comunicación entre las GPU, los chips deben estar preintegrados en las placas adaptadoras de GPU, lo que convierte a estas placas en el principal impulsor de la creciente demanda de PCB para servidores de IA. En comparación con los servidores tradicionales, los servidores de IA utilizan múltiples GPU, lo que aumenta significativamente el valor de sus PCB. Por ejemplo, el NVIDIA DGX A100 ofrece un valor de PCB 5,6 veces superior al de un servidor típico, y aproximadamente el 941% de este aumento proviene de las placas GPU.

La proporción de servidores de IA en los centros de datos sigue creciendo, pasando de un número limitado de aplicaciones a convertirse en una característica común. Según datos relevantes, se espera que los servidores de IA representen más del 501% del total de servidores de centros de datos en los próximos años. Las actualizaciones de la infraestructura de los centros de datos también incluyen equipos de red y almacenamiento, que utilizan circuitos impresos (PCB), lo que impulsa aún más la demanda del mercado de estos componentes.