本文旨在通过拆解服务器pcb构成的过程让读者了解一台服务器内部真实的情况,希望读者能够对服务器中所用pcb情况有更为直观的了解,从而把握未来升级过程中真正的价值所在。
ai服务器pcb价值量是普通服务器的价值量的5~6倍,随着ai大模型和应用的落地,市场对ai服务器的需求日益增加,市场扩容在即。以英伟达dgx a100为例,15321元单机价值量中7670元来自载板、7651元来自pcb板。
dgx a100外形类似于常见的家用主机,通过对部件构成进行深度分解,dgx a100大体上可以分为五个硬件板块:
①风扇模组,从前部(front)入手,首先看到的是风扇模组板块,dgx a100的风扇模组由8个风扇组成,这一搭配与传统服务器8u规格的基本一致;
②硬盘,前部风扇模组板块的下方摆放了硬盘和前控制台板(控制与外接设备的信号传输),dgx a100配备了8个3.84tb的硬盘,合计内部存储30tb;
③gpu板组(gpu board tray),后部(rear)是整个ai服务器的关键组件组装区域,最核心的板块就是gpu板组,这也是ai服务器区别与普通服务器的关键,从dgx a100的架构来看,gpu板组主要包含gpu组件、模组板、nvswitch三块,这三块都会涉及到不同类型的pcb产品;
④cpu母板组(cpu motherboard tray),这一部分是所有服务器的核心部件(包括普通服务器和ai服务器),其中包含cpu母板、系统内存、网卡、pcie switch等部件,cpu母板、系统内存、网卡是主要涉及到pcb用量的部分;
⑤电源模组,dgx a100后部的下方还配有6组电源,电源内部会涉及到厚铜pcb板的使用。
从功能性的角度,ai服务器的pcb价值量计算可以归纳为三个部分,其一是ai服务器最为核心的gpu板组,其二是所有服务器都必备的cpu母板组,最后是风扇、硬盘、电源板块等配件组。本文将基于这三大部分逐一分解。
从dgx a100看:顶级ai服务器单机pcb≈1.5万是怎么来的。以dgx a100为例,按功能性将pcb的分布分为三个部分,即gpu板组、cpu母板组和配件:①gpu板组,单机pcb面积达到0.624平方米,对应pcb单机价值量为12250元;②cpu母板组,对应pcb用量面积合计为0.662平方米,单机价值量约为2845元;③配件,对应pcb板用量面积约为0.188平方米,单价价值量合计约为226元。
综合来看,估测dgx a100整机pcb用量面积为1.474平方米,单机价值量为15321元,其中gpu板组、cpu母板组、配件的pcb价值量占比分别为80%、19%、1%;从板级的分类来看,载板级别单机价值量为7670元、占比达到50.1%,pcb板级单机价值量为7651元、占比为49.9%。
普通服务器vsa100:普通单机2425元,95%的价值增量贡献来自gpu板组。选取市面上较为先进的2u普通服务器华为2288h v6(双路服务器,pcie 4.0)为普通服务器代表,通过拆解分析,估测普通服务器的pcb用量面积为0.630平方米,单机价值量为2425元。
对比普通服务器和以dgx a100为代表的ai服务器,ai服务器所用pcb单机价值量相对普通服务器提升532%,增量贡献主要来自算力需求(贡献增量的95%)和集中度提升(贡献增量的5%),其中载板级的单机价值量提升490%,pcb板级的单机价值量提升580%。
dgx a100和新款dgx h100对比:h100单机1.95万元,83%的价值增量贡献来自gpu板组。估测dgx h100服务器的pcb用量面积为1.428平方米,单机价值量为19520元,其中gpu板组单机价值量达到1.57万元、占比达到81%,cpu母板组单机价值量为3554元、占比为18%,其他配件单机价值量226元、占比为1%;从板级的分类来看,载板级别单机价值量为10140元、占比达到51.9%,pcb板级单机价值量为9380元、占比为48.1%。对比dgx a100和dgx h100,平台升级将使得pcb单机价值量提升27%,增量贡献83%来自gpu板组、17%来自cpu母板组,其中载板级的单机价值量提升32%,pcb板级的单机价值量提升23%。
三款服务器对比,pcb价值量到底如何提升
综上所述,ai服务器相对普通服务器的pcb单机价值量增幅为532%,其中载板级别增幅490%、pcb板级别增幅580%,pcb板级增幅较大的原因在于普通服务器的pcb的价值量低于载板级产品;再者,ai服务器升级过程中,载板级别增幅为32%、pcb板级别产品增幅为23%,可以想见ai服务器升级中与gpu相关度越高则增值幅度越大。
ai服务器pcb存在三种供应关系。
①gpu板组,均由gpu设计厂商全权设计,对应的pcb板的供应关系决定权也就由gpu设计厂决定。
②cpu板组,遵循既有的服务器厂商供应链关系,即cpu载板由cpu设计厂决定,cpu模板和整套系统所需的拓展卡板由终端客户决定,而其他带芯片的pcb板大部分的场景是客户向功能件厂商提出设计需求,然后由功能件厂商自行决定pcb的采购。
③配件,配件通常是客户直接购买模组厂成熟的产品,部分场景是客户会向配件模组厂商提出一定的设计需求,但不影响模组厂商对pcb采购的决定权。
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