了解OAI-UBB：通用基板 UBB 的 PCB 設計

開放式加速器基礎設施 (Open Accelerator Infrastructure，OAI) 

在高效能運算 (High-Performance Computing，HPC)、機器學習和深度學習的領域中，開放式加速器基礎設施 (OAI) 是其中一項重點任務。它是 OCP (Open Compute Project) 伺服器專案的一部分，目的是為了建立一個模組化、可協作的架構。OAI 詳細描述了在設計加速器系統時關鍵的邏輯和物理層面，這對於推進計算能力相當重要。OAI 的 building block 如下圖所示，本文主要探討與 PCB 強相關的 UBB 通用基板。

OAI 通用基板 (OAI-UBB，Universal Baseboard)

通用基板 (UBB) 標準是泛用和創新的象徵。它的設計為了支援現有和未來的 OAM 模組，為各種系統架構提供無與倫比的設計多樣性。 UBB 基板主要被規劃為 5 大區塊，OAM Support，Interface to HIB (Host Interface Board)，EXP Capabilities，Electrical Interoperability，Mechanical Interoperability。

PCB 相關的設計特徵

• 基板尺寸：417mm x 655mm，大約是 16.5” x 25.8”。這種 PCB 尺寸對於傳統 PCB 發料基板尺寸 21” x 24” 是一大挑戰，生產 OAI-UBB 需要有對應大型發料尺寸的製程能力。

• 疊構：30L，並使用 800G Ultra low-loss 的材料。為了可以達到高速訊號與大電源傳輸的需求，疊構設計一般依循以下原則：

• 多張 core 的組合設計

• 4 層以上的 2oz 銅厚設計

• 背鑽 (back-drill) 技術使用：移除訊號的 stub 以及為了 press-fit 使用。

• 整體板厚約 160mil，4mm 左右

• 高電壓電源的 Layout 設計：每個 OAM 都透過專用的熱交換控制器從 54V/48V 獨立供電。

• 在熱交換控制器 / 保險絲之前的佈局建議

• 具有高電位差異（>40V）的導體之間的最小間距

• 內層：25 mils (0.64mm)

• 外層：120 mils (3.0mm)

• 層間：17 mils (0.43mm) 間距或 3 層 PPG

• 在熱交換控制器 / 保險絲之後的佈局建議

• 具有高電位差異（>40V）的導體之間的最小間距

• 內層：25 mils (0.64mm)

• 外層：60 mils (1.5mm)

• 層間：3 mils (0.076mm)

參考資料：

• Open Accelerator Infrastructure (OAI) - Universal Baseboard (UBB) Base Specification r2.0 v0.5