AI-Rechner

Da Rechenzentren skaliert werden, um das exponentielle Datenverkehrswachstum zu bewältigen, erfordert die von ihnen benötigte KI-Recheninfrastruktur – einschließlich CPUs, GPUs, Beschleunigern und Speicherschnittstellen – strengere Tests. Die Validierung muss sich nun auf ultraschnelle digitale Schnittstellen wie PCIe, CXL, DDR und HBM beziehen, die für die Leistung moderner Rechenzentren grundlegend sind. Die Halbleiterprüfung entwickelt sich mit fortschrittlichen Tools wie den Echtzeit-Compliance-Oszilloskopen , Protokollanalysatoren und BERTs von Keysight weiter, um die Integrität und Compliance der physischen Schicht unter den Belastungsbedingungen eines Rechenzentrums zu validieren. Bei den Tests stehen nun Signalintegrität, Leistung, Energieeffizienz und Zuverlässigkeit bei dichten Server- und benutzerdefinierten Siliziumbereitstellungen im Vordergrund.

Moderne Rechenzentren basieren auf komplexen Chipsätzen mit engen Zeitspielräumen und enormen Durchsatzanforderungen. Advanced Halbleitertestwerkzeuge – wie die AWGs , Hochleistungsoszilloskope und Empfängertestsoftware von Keysight – ermöglichen eine präzise Signalgenerierung und -analyse, um zuverlässige Hochgeschwindigkeitsfunktionen sicherzustellen. Diese Werkzeuge helfen, Jitter, Signalverschlechterungen und Signalqualitätsprobleme in Speicher- und I/O-Subsystemen zu erkennen. Für Hyperscaler, die kundenspezifische Chips für Workloads wie KI-Computing, Speicher, Netzwerk und Virtualisierung entwickeln, beschleunigen diese Testlösungen die Qualifizierung und reduzieren Systemprobleme nach der Inbetriebnahme. Letztendlich bedeutet eine verbesserte Validierung weniger Ausfälle im Feld und eine höhere Verfügbarkeit von Rechenzentrumsdiensten.

Die Chipentwicklung in Rechenzentren erfordert schnelle Zyklen und hohen Durchsatz. Die Reduzierung von Testzeit und -kosten hängt von einer intelligenten Testabdeckung, dem effizienten Einsatz automatisierter Geräte und einer robusten Simulation in der frühen Entwicklungsphase ab. Die EDA-Pakete von Keysight – einschließlich Tools wie SIPro (Signalintegritätsanalyse) und System Design – ermöglichen Ingenieuren die Simulation und Validierung von Hochgeschwindigkeitskanälen vor dem Tape-Out. Im Labor optimieren Instrumente wie BERTs und Echtzeit-Compliance-Oszilloskope die Compliance und das Debugging für PCIe-/CXL- und Speicherschnittstellen. Dies reduziert kostspielige Nacharbeiten und beschleunigt die Bereitstellung.

Die Validierung von Rechensystemen in Rechenzentren erfordert eine Kombination aus Messungen der physikalischen Schicht, Daten zur Protokollkonformität und Daten zur Umgebungsbelastung. Testingenieure erfassen Echtzeit-Leistungsmesswerte wie Bitfehlerraten, Augendiagramme, TDECQ, Jitter-Toleranz und Lane-Margining von Geräten wie BERTs , Oszilloskopen und AWGs . Zusätzlich werden Simulationsdaten von Tools wie Keysights PHY Designer oder RF Circuit Simulation Professional verwendet, um das Verhalten unter Worst-Case-Bedingungen zu überprüfen. Diese Daten sind entscheidend, um sicherzustellen, dass Serverchips, Speichermodule und Verbindungen im großen Maßstab und unter den anspruchsvollen Arbeitslasten, die für Hyperscale-Umgebungen typisch sind, zuverlässig funktionieren.

Da KI-Rechendesigns in Rechenzentren die Bandbreitengrenzen überschreiten und die Leistungsreserven schrumpfen, stehen Ingenieure vor Herausforderungen hinsichtlich Signalintegrität, Protokollkonformität und thermischer Stabilität. Das Testen von Chiplets, gestapelten Speichern und benutzerdefinierten I/O-Pfaden – oft über mehrere Spannungsbereiche hinweg – erfordert präzise Werkzeuge und umfassende Protokolltransparenz. Die Integration der Hochgeschwindigkeitsvalidierung in Arbeitsabläufe ohne Beeinträchtigung der Ausbeute oder der Markteinführungszeit ist ebenfalls schwierig. Tools wie Keysights Design Data und IP Data Management helfen bei der Verfolgung der Testabdeckung, während Protokollanalysatoren und fortschrittliche Simulationssuiten Überraschungen in der Spätphase reduzieren. Die Sicherstellung der Skalierbarkeit von Testaufbauten über sich entwickelnde Verbindungsstandards wie PCIe 6.0 und CXL 3.0 ist ein ständiges Anliegen.

Zu den wichtigsten Trends zählen der Aufstieg von zusammensetzbaren und disaggregierten Architekturen, die Einführung chipletbasierter Designs und kundenspezifischer Siliziumchips zur Leistungsoptimierung. Best Practices zum Testen von KI-Berechnungen in Rechenzentren umfassen den Einstieg in die Simulation (mit EDA-Tools wie SIPro ), die Nutzung automatisierter Compliance-Tests auf Echtzeit-Oszilloskopen und BERTs sowie die Korrelation von Ergebnissen auf Laborebene mit der Leistung auf Systemebene. Hyperscaler holen Tests zunehmend ins eigene Haus, um mehr Kontrolle und schnellere Iterationen zu ermöglichen. Sie nutzen integrierte Validierungsplattformen, die physische, Protokoll- und Datenmanagementebenen kombinieren, um schnellere und zuverlässigere KI-Berechnungen im großen Maßstab zu ermöglichen.