AI服务器架构的五大硬件拆解.docx

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1、AI服务器架构的五大硬件拆解一篇关于“一台A1服务器到底要用多少逛”的深度报告，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。1、五大硬件部分可归纳为一一GPU板组、CPU母板组、配件AI服务器我们瞄准英隹达DGXA1OO和DGXH1OO两款具有标杆性乃显力的产品进行分析，鉴于H1OO发布时间较短、资料详尽度不够,我们首先从DGXA1OO出发来观测具有产品力的AI服务器的基本架构。英伟达DGXA1OO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，我们认为DGXA1OO大体

2、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，DGXA1OO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），DGXA1OO配备了8个3.84TB的硬盘，合计内部存储30TB；3） GPU板组（GPUBoardTray）,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DGXA100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

3、PCB产品；4） CPU母板组（CPUMotherboardTray）,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、PCIESwitch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,DGXA1OO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，我们认为AI服务器的PCB价值量计算可以归纳为三个部分，其一是A1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。2、GPU板组：单机价值量1.2万,载板占

4、比52%、PCB板占48%GPU板组的PCB主要是由4个部分组成，GPU载板、NVSwitchOAM、UBBo图表4:DGXA1oOGPU板姐的PcB分解UBB来源：英伟达官司.国金证济研支所1) GPU载板，英伟达A1OO的GPU和DRAM采用2.5/3D先进封装工艺，用于承载的板材采用70*7OnInr1OO*10On11n、1416层的FCBGA载板，数量上与GPU数量存在一一对应关系，按照DGXA1OO搭载8颗GPU的数量来看，1台A1服务器需要用到8颗GPU载板；根据产业链调研，单颗价值量台为100美元，即650元人民币/颗，由此对应单机GPU载板价值量为5200兀O图表5:2.5/

5、3D封蓑与峨板示恚图GRJCPUocDb来源：产业犍调研，国金证赤研究所2) NVSwitch,基于NV1ink标准用于GPU之间通信的基础模组,搭载NVSwitch的载体是类似于载板的产品，加工性要求较简单、关键是承担多数据量高速传输的性能，根据产业链调研单颗价值量约为30美元，即195元/颗，按A1OO搭载6颗计算可得单机价值量为1170元。3)4) OAM,OCPAcce1eratorModu1e,中文简称GPU加速卡，是用于承载GPU芯片的板卡,薮豆上看OAM与GPU存在一一对应的关系，以DGXA1OO搭载8个GPU的数量来看，1台AI服务器需要用到8块0AM；面积上来看，借鉴PCIE

6、版本267.7mm*11115mm的尺寸规格(内部PCB规格与外壳规格基本一致)，可测算出OAM的面积尺寸约为0.03平方米；PCB板型上来看，由于OAM涉及到GPU高速多线路信号传递，根据产业链调研，DGXA1OOOAM的SXM版本需要用到20层、U1tra1ow1oss等级CC1材料、4阶HDI工艺，对应产品单价为12000元/平方米，DGXA1OOOAM的PCIE版本相对规格较低，只需要用到14层、U1tra1ow1oss和高TgFR4等级CC1材料混压、1阶HDI工艺，对应产品单价7000元/平方米。综合来看，如果按照DGX100机型配置，高端AI服务器的OAM单价价值量将达到2880

7、元。图表8:英伟达A1oo加速卡两种版本示意图图表9:英伟达A1OO加速卡数据中心GPU调用于HGX的NVIDIAA1HuaaBNJiNia.PC1eSNVIDIAA1oOFigure3.NVIDIAA10080GBPC来源：英伟达官网国金证赤研究所来源：英伟达官间技表文伴，区金证苏&5) UBB,UnitBaseboard,中文简称GPU模组板，是用于搭载整个GPU平台的PCB板，1台A1服务器对应1块UBB,根据DGXA1OO整机底面规格和产业链调研，我们预估UBB面积约为0.30平方米，需要用到26层通孔PCB板，CC1材料运用U1tra1OW1oss,对应单价约为IOOOO元/平方米，

8、对应单机价值量为3000元。综上合计，英伟达DGXA1OOGPU板组主要由GPU载板、NVSwitchGPU加速卡、GPU模组板四部分组成，四部分合计单机PCB面积达到0.624平方米，对应PCB单机价值量为12250元，其中载板级别的产品单机价值量为6370元、占比52%,PCB级别的产品单机价值量5880元、占比48%。图表11:英伟达DGXA1ooGPU板蛆PCB单机价值量单机个敷单机积（平方米）单机饰值，（元/台）GPU我板80.0485200NVSwitch60.0361170GPU加速卡(OAM)80.2402880GPU模组板(UBB)10.3003000自计-0.6241225

9、0来源：产业链调研,英伟达官司技术文件.国金证赤研支所3、CPU母板组：单机价值量2845元，载板占46%、主板占40%CPU母板组涉及到CPU载板、CPU主板和配板，其中功能性配板包括系统内存卡、网卡、拓展卡、存储操作系统驱动板。图表12:英伟达DGXA1ooCPU母板姐构成图1） 来源：英伟达官网技术文件.国会证赤研党所2） CPU载板，根据产业链调研，CPU载板与GPU载板规格相近，如果按单颗CPU载板价值量IOO美元、DGX搭载2颗CPU,则单机价值量约为1300兀。3） CPU主板，主要用于承载CPU芯片、PCIESwitch芯片、TPM模组及各种功能性配板卡，该类PCB板的规格主要

10、由CPU平台设计和总线标准，按照DGXA1OO的方案主要采用64核迪Rome的CPU芯片、总线标准仍然为PCIE4.0,因此CPU主板仍然采用1（12层、1ow1oss等级CC1材料、通孔板的设计，根据产业链调研，单价约为3000元/平方米；按照DGXA1OO的尺寸规格设计，估测CPU主板面积为0.38平方米，由此可计算CPU主板单机价值量为1140元。3）功能性配板，配板种类较多，根据产业链调研，配板一般采用的规格是810层板、Mid1oss等级CC1,单价约为1500元/平方米，面积和数量参照DGXA1OO则为:CPU内存卡，DGXA1OO设计配置32块CPU内存卡、合计2TBRAM,一般

11、来说服务器CPU内存卡行业有较为统一的标准尺寸，估测单块内存卡面积约为0.004平方米/片；网卡，DGXA1OO网卡采用Me11anoxConnectX系列产品（有X-7和X-6的产品选配），标配的网卡为10张（8个单端口200Gbs的IB,2个双端口200Gbs以太网）,根据英伟达官网披露Me11anoxConnectX-7的尺寸68.90mm*167.65mm,计算可得单块网卡板面积约为0.012平方米/张；拓展卡，RiserCard,服务器会因为板卡摆放设计而用一些拓展卡来拓展PCIE接口,DGXA1OO中因为有一张横置Storagenetworking网卡，因此需要设亶二派拓展卡，根据

12、产业链调研该拓展丽积约为0.01平方米/张；存储操作系统驱动板，DGXA1OO中会搭载2个192TBM.2NVMe的系统驱动器,但两个驱动器是搭载在一张PCB板的两面，因此系统驱动板只有1块，面积约为0.01平方米/张。上述四部分合计，功能性配板单机面积为0.27平方米，对应单机价值量约为405元。综上合计，英伟达DGXA1OOCPU母板组PCB用量面积合计为0.662平方米，单机价值量约为2845元，其中载板级产品占比46%,PCB级的主板产品占比40%,PCB级的配板产品占比14乐图表17:英伟达DQXA1OoCPU母板姐PCB单机价值量单机个数单机画参（千方米）单机价值量（元/台）CPU

13、我板20.0121300CPU电板10.3801140DIMM系统内存320.128192网卡100.120180拓展卡10.01015存储操作系统要动板10.01218合计-0.66228454、其他配件：单机价值量合计226元除GPU板组和CPU模板组外，其他配件还包括电源、硬盘、前控制台板等，根据产业链调研，这一类产品主要采用610层、FR4Mid1oss等级CC1的规格，单价约为10001500元/平方米不等，参照DGXA1OO规格对用量和面积进行计算则为：1）电源，从用量上看DGXAIoo搭配6个电源，参照台达电220OW服务器电源DPS-2200-AB-2型号73.5*265.Om

14、m的规格，我们估测单个电源用PCB板面积为0.019平方米；BJ121:英伟达DGXA1ooPCB单机价值量单机个数单机画做（千方米）单机钞值量（元/台）GPU皴蜗-合计一0.62412260GPU我板K0.0485200NVSvitch60.0361170GPU加速卡(OAM)80.2402880GPU模蛆板(UBB)I0.3003000CPU母Iuft-合计-0.6622845CPU我板20.0121300CPU母板10.3801140D1MM系统内存320.128192阿卡IO0.120180拓展卡10.01015存储操作系统蔓动板10.01218比板-合计-0.188226电源60.I

15、14137硬盘K0.06477前控制台板10.01012三德分合计-1.47415321来淞：产业链调研.英伟达官员技术文件,国金证券研究所2）硬盘，从用量上看DGXA1OO搭配8个硬盘，参照行业标准3.5盘，我们估测单块硬盘中PCB面积为0.008平方米；3）前控制台板，主要用于控制外接设备，是放在8个硬盘中间的1块PCB板，根据产业链调研，我们估测该板面积约为0.010平方米。综合GPU板组、CPU模板组和配件，我们估测DGXA1oO整机PCB用量面积为1.474平方米，单机价值量为15321元，其中GPU板组单机价值量达到12万元、占比达到80%,CPU母板组单机价值量为2845元、占比为19%,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7670元、占比达到50.1%,PCB板级单机价值量为7651元、占比为49.9