原来是Ta!AI开发平台中的关键连接器!

人工智能(AI)的兴起,让大家对具有更高算力的处理器充满了渴望。在这方面,英伟达(Nvidia)没有让开发者失望——去年,他们推出了基于Arm+GPU架构的新一代AI处理器Jetson Xavier。该处理器拥有超过90亿个晶体管,每秒可执行30万亿次操作,处理能力与配备1万美元GPU的工作站大致相同,但功率仅为30瓦,比上一代的Jetson TX2平台快了20倍,专门针对机器人、无人机和其他自主机器应用……

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为了让更多开发者能够用Jetson Xavier开始Design-in,在该处理器推出之后,英伟达又很快发布了配套的Jetson Xavier开发平台,这个开发平台包括两个模块:

  • 集成Jetson Xavier芯片的计算模块(核心板)

  • 配备有各种I/O接口、摄像头以及预装散热器和载板(扩展板)

Jetson Xavier开发平台一经推出就成为大家关注的焦点,被置于聚光灯下。不过人们的话题大多还是集中在Jetson Xavier强悍的性能,以及开发平台豪华而可扩展的配置上,而对于一个很“关键”部分却鲜有涉及,这个部分就是——两个模块之间的连接器。

“脖子”般的连接器

如果我们将Jetson Xavier开发平台的计算模块看做是一个人的“大脑”,主导思考、计算和决策,那么载板就是“躯干”,负责感知和行动。而“大脑”和“躯干”是需要通过一个“脖子”连接的,这个“脖子”就是连接器,要是这个“脖子”卡了,任由其他部分再强大,整体性能也会大打折扣。

我们可以设想一下,对Jetson Xavier开发平台来说,它的“脖子”连接器应该是这样子的:

  • 高速:支持处理器模块和载板之间高带宽数据通信

  • 高密度:自身外形紧凑,而且要支持电路板模块之间更为紧凑的配接方式

  • 高可靠:电气连接和机械性能禁得住考验

实际上,在英伟达Jetson Xavier开发平台的官方介绍视频中,也曾披露过这款关键连接器的特性,而且不吝赞美之词:这是一款699插针的夹层连接器,支持PCIe4.0规范,传输速率可达56Gb/s,是目前Jetson Xavier所需带宽的2倍……使用这种连接器,两个电路板模块通过上下堆叠的方式进行配接,空间相当的紧凑。

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图1. Jetson Xavier开发平台计算模块上的夹层连接器(图片来源:英伟达)

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图2. Jetson Xavier开发平台载板上的夹层连接器(图片来源:英伟达)

不过英伟达在视频中并没有提及这个连接器供应商的名号和产品的细节,而今天我们就来揭晓这个答案,这个连接器就是——Molex公司的镜面式平行板连接器(夹层连接器)。

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图3. Molex公司镜面式平行板连接器

图解Molex夹层连接器

如上文所述,先进的夹层连接器可以在有限的空间内,在电路板之间建立起数百个针脚的高密度连接,而且由于传输路径短,在传输速率和数据完整性方面都有突出的优势。

而Molex夹层连接器何以能够被Jetson Xavier开发平台选中,自有其道理。下面我们通过几张图来说明几个重要理由。

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出众的性价比优势

① 从连接器顶面来看,精心设计的复杂端子结构,具有很高的机械强度和优异的电气特性。

② 在连接器底面,独特的缝合球栅阵列 (Stitched BGA) 设计与传统的嵌件成型(insert-molded)BGA附件相比,具有显著的成本优势,可缩短交货时间,简化产品矩阵。

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独特的针脚设计

Molex夹层连接器在密集的针脚区域,对信号和接地排列进行了精密安排,让高速性能最大化,同时清除了连接器外围的布线。

① 2个电调谐信号触点传输高速信号,并能够确保信号完整性。

② 更宽的接地针脚能够平衡电场,保护差分对免受周围传输线路的干扰。

③ 相邻针脚列浆片(paddle)相对触点(contact)的弯曲方向不同,以减少针脚列之间的串扰。

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可靠的接触

连接器的接触梁设计能够防止因振动或端子上提而引起的接触不良问题,可确保双接触点连接(见下图中红点),带来更可靠的电气连接。接触梁的几何形状提供可靠的外力以应对恶劣环境,1.50毫米的标称插接行程可确保在强振动或配接不充分的情况下也能形成足够的连接面。

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坚固的外壳

该连接器具备坚固的外壳,可对插针区域进行很好的保护,同时提供盲插引导,消除错配的可能性。

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Molex夹层连接器的上述优势,使其可以适应数据中心、服务器和存储、电信基础设施、人工智能应用等高性能、高密度互连的需要,而在Jetson Xavier开发平台的Design-win,正好为它做了一个非常“硬核”的背书。

所以如果你于想你的设计因为连接器选型不当而被“卡脖子”,可以来体验一下Molex公司的镜面夹层连接器

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