数据中心 448Gbps 信道下多种调制技术的性能分析-感算商城

数据中心 448Gbps 信道下多种调制技术的性能分析

来源：Molex(莫仕)

发布时间：2026-08-03

为应对日益增长的 AI 数据处理需求，数据中心需扩展 AI 集群规模，同时提升各集群内部的数据传输能力。当集群扩展至数百甚至数千节点时，互连架构将成为这些通信信道的主要带宽限制因素。铜缆互连仍是扩展 AI 集群规模的可行选择，但在单通道 448G 速率下使用铜缆时，需深入理解与连接器设计和结构相关的信号完整性 (SI) 问题。

448G 系统架构

随着串行传输速率提升，数据中心架构持续演进。早期低速率场景下，PCB 与封装损耗可忽略，连接器布置灵活；高速传输需求下，电缆连接器逐步向 ASIC 或处理器靠近，共封装铜缆技术直接将铜缆集成至芯片封装，绕过 PCB 以降低损耗，其连接器置于 ASIC 封装上，通过双轴电缆连接外部 I/O 或背板。

共封装铜缆连接器作为表面贴装（SMT）组件，面临短截线、引脚隔离、通孔对接等信号完整性挑战，PCB 布线的插入损耗问题更为突出，这些因素对 448G 调制方案的适用性影响亟待明确。

支持 448G 的连接器设计研究

Molex莫仕与一家全球领先的半导体供应商联合开展了此项研究，研究聚焦 448G 信道中 SMT 连接器及共封装铜缆连接器的信号完整性，分析连接器设计对插入损耗带宽的影响及高频噪声对信噪比的作用，通过理想化信道模型（含 BGA 和连接器连接），验证三种调制方案的可行性。

研究发现与结论

插入损耗与信道传输距离

PCB 信道损耗显著高于共封装铜缆，后者在相同损耗下传输距离更长，或同等距离下损耗更低。两者在 56 GHz 奈奎斯特频率以上可支持 224Gbps PAM4，但均无法满足 448G PAM4 的带宽需求。频率接近 80 GHz 时，非线性插入损耗会导致信道带宽失效。

缩短连接器插配接触端长度、SMD 焊盘短截线尺寸，可将带宽扩展至支持 448Gbps PAM6（需 90 GHz 带宽）和 448Gbps PAM8（需 75 GHz 带宽）。

串扰和噪声注入

高密度连接器的相邻信号串扰会占用噪声预算，噪声代价随串扰水平降低而减弱，随信号损耗增加而上升。共封装铜缆因低损耗表现更优；PAM6 在 90 GHz 的串扰水平高于 PAM8 在 75 GHz 的表现，承受更高噪声代价，但信道带宽达标时 PAM6 性能更优。需通过新型屏蔽技术和插配接口设计抑制串扰，提升传输距离。