一篇關于“一臺AI服務器到底要用多少PCB”的深度報告，旨在通過拆解服務器 PCB 構成的過程讓讀者了解一臺服務器內(nèi)部真實的情況，希望讀者能夠?qū)Ψ掌髦兴肞CB情況有更為直觀的了解，從而把握未來升級過程中真正的價值所在。

1、五大硬件部分可歸納為——GPU 板組、CPU 母板組、配件

AI 服務器我們瞄準英偉達 DGX A100 和 DGX H100 兩款具有標桿性產(chǎn)品力的產(chǎn)品進行分析，鑒于 H100 發(fā)布時間較短、資料詳盡度不夠，我們首先從 DGX A100 出發(fā)來觀測具有產(chǎn)品力的 AI 服務器的基本架構。英偉達DGX A100 外形類似于常見的家用主機，通過對部件構成進行深度分解，我們認為 DGX A100 大體上可以分為五個硬件板塊：

1） 風扇模組，從前部（Front）入手，首先看到的是風扇模組板塊，DGX A100 的風扇模組由 8 個風扇組成，這一搭配與傳統(tǒng)服務器 8U 規(guī)格的基本一致；

2） 硬盤，前部風扇模組板塊的下方擺放了硬盤和前控制臺板（控制與外接設備的信號傳輸），DGX A100 配備了 8 個 3.84TB 的硬盤，合計內(nèi)部存儲 30TB；

3） GPU 板組（GPU Board Tray），后部（Rear）是整個 AI 服務器的關鍵組件組裝區(qū)域，最核心的板塊就是 GPU 板組，這也是 AI 服務器區(qū)別與普通服務器的關鍵，從 DGXA100 的架構來看，GPU 板組主要包含 GPU 組件、模組板、NVSwitch 三塊，這三塊都會涉及到不同類型的 PCB 產(chǎn)品；

4） CPU 母板組（CPU Motherboard Tray），這一部分是所有服務器的核心部件（包括普通服務器和 AI 服務器），其中包含 CPU 母板、系統(tǒng)內(nèi)存、網(wǎng)卡、PCIE Switch 等部件，CPU 母板、系統(tǒng)內(nèi)存、網(wǎng)卡是主要涉及到 PCB 用量的部分；

5） 電源模組，DGX A100 后部的下方還配有 6 組電源，電源內(nèi)部會涉及到厚銅 PCB 板的使用。

從功能性的角度，我們認為 AI 服務器的 PCB 價值量計算可以歸納為三個部分，其一是AI 服務器最為核心的 GPU 板組，其二是所有服務器都必備的 CPU 母板組，最后是風扇、硬盤、電源板塊等配件組。本文將基于這三大部分逐一分解。

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2、GPU 板組：單機價值量 1.2 萬，載板占比 52%、PCB 板占 48%

GPU 板組的 PCB 主要是由 4 個部分組成，GPU 載板、NVSwitch、OAM、UBB。

1） GPU 載板，英偉達 A100 的 GPU 和 DRAM 采用 2.5/3D 先進封裝工藝，用于承載的板材采用 70*70mm~100*100mm、14~16 層的 FCBGA 載板，數(shù)量上與 GPU 數(shù)量存在一一對應關系，按照 DGX A100 搭載 8 顆 GPU 的數(shù)量來看，1 臺 AI 服務器需要用到 8 顆 GPU 載板；根據(jù)產(chǎn)業(yè)鏈調(diào)研，單顆價值量約為 100 美元，即 650 元人民幣/顆，由此對應單機 GPU 載板價值量為 5200 元。

2） NVSwitch，基于 NVLink 標準用于 GPU 之間通信的基礎模組，搭載 NVSwitch 的載體是類似于載板的產(chǎn)品，加工性要求較簡單、關鍵是承擔多數(shù)據(jù)量高速傳輸?shù)男阅埽鶕?jù)產(chǎn)業(yè)鏈調(diào)研單顆價值量約為 30 美元，即 195 元/顆，按 A100 搭載 6 顆計算可得單機價值量為 1170 元。

3） OAM，OCP Accelerator Module，中文簡稱 GPU 加速卡，是用于承載 GPU 芯片的板卡，數(shù)量上看 OAM 與 GPU 存在一一對應的關系，以 DGX A100 搭載 8 個 GPU 的數(shù)量來看，1臺 AI 服務器需要用到8塊 OAM；面積上來看，借鑒 PCIE 版本 267.7mm*111.15mm的尺寸規(guī)格（內(nèi)部 PCB 規(guī)格與外殼規(guī)格基本一致），可測算出 OAM 的面積尺寸約為0.03 平方米；PCB 板型上來看，由于 OAM 涉及到 GPU 高速多線路信號傳遞，根據(jù)產(chǎn)業(yè)鏈調(diào)研，DGX A100 OAM 的 SXM 版本需要用到 20 層、Ultra Low Loss 等級 CCL 材料、4 階 HDI 工藝，對應產(chǎn)品單價為 12000 元/平方米，DGX A100 OAM 的 PCIE 版本相對規(guī)格較低，只需要用到 14 層、Ultra Low Loss 和高 Tg FR4 等級 CCL 材料混壓、1 階 HDI 工藝，對應產(chǎn)品單價 7000 元/平方米。綜合來看，如果按照 DGX A100 機型配置，高端 AI 服務器的 OAM 單價價值量將達到 2880 元。

4） UBB，Unit Baseboard，中文簡稱GPU模組板，是用于搭載整個GPU平臺的PCB 板，1臺AI服務器對應1塊UBB，根據(jù) DGX A100整機底面規(guī)格和產(chǎn)業(yè)鏈調(diào)研，我們預估UBB面積約為0.30平方米，需要用到26層通孔PCB板，CCL材料運用Ultra Low Loss，對應單價約為10000元/平方米，對應單機價值量為 3000 元。

綜上合計，英偉達DGX A100 GPU板組主要由GPU載板、NVSwitch、GPU加速卡、GPU 模組板四部分組成，四部分合計單機 PCB 面積達到 0.624 平方米，對應 PCB 單機價值量為12250 元，其中載板級別的產(chǎn)品單機價值量為 6370 元、占比 52%，PCB 級別的產(chǎn)品單機價值量 5880 元、占比 48%。

3、CPU母板組：單機價值量2845元，載板占46%、主板占40%

CPU 母板組涉及到CPU載板、CPU主板和配板，其中功能性配板包括系統(tǒng)內(nèi)存卡、網(wǎng)卡、拓展卡、存儲操作系統(tǒng)驅(qū)動板。

1）CPU 載板，根據(jù)產(chǎn)業(yè)鏈調(diào)研，CPU載板與GPU 載板規(guī)格相近，如果按單顆 CPU 載板價值量 100 美元、DGX 搭載2顆CPU，則單機價值量約為 1300 元。

2）CPU 主板，主要用于承載 CPU 芯片、PCIE Switch 芯片、TPM 模組及各種功能性配板卡，該類 PCB 板的規(guī)格主要由 CPU 平臺設計和總線標準，按照 DGX A100 的方案主要采用 64 核 AMD Rome 的 CPU 芯片、總線標準仍然為 PCIE 4.0，因此 CPU 主板仍然采用 10~12 層、Low Loss 等級 CCL 材料、通孔板的設計，根據(jù)產(chǎn)業(yè)鏈調(diào)研，單價約為3000 元/平方米；按照 DGX A100 的尺寸規(guī)格設計，估測 CPU 主板面積為 0.38 平方米，由此可計算 CPU 主板單機價值量為 1140 元。

3）功能性配板，配板種類較多，根據(jù)產(chǎn)業(yè)鏈調(diào)研，配板一般采用的規(guī)格是 8~10 層板、Mid Loss 等級 CCL，單價約為 1500 元/平方米，面積和數(shù)量參照 DGX A100 則為：

? CPU 內(nèi)存卡，DGX A100 設計配置 32 塊 CPU 內(nèi)存卡、合計 2TB RAM，一般來說服務器 CPU 內(nèi)存卡行業(yè)有較為統(tǒng)一的標準尺寸，估測單塊內(nèi)存卡面積約為 0.004平方米/片；

?網(wǎng)卡，DGX A100 網(wǎng)卡采用 Mellanox ConnectX 系列產(chǎn)品（有 X-7 和 X-6 的產(chǎn)品選配），標配的網(wǎng)卡為10張（8 個單端口 200Gb/s 的 IB，2 個雙端口 200Gb/s 以太網(wǎng)），根據(jù)英偉達官網(wǎng)披露 Mellanox ConnectX-7 的尺寸 68.90mm*167.65mm，計算可得單塊網(wǎng)卡板面積約為 0.012 平方米/張；

? 拓展卡，Riser Card，服務器會因為板卡擺放設計而用一些拓展卡來拓展 PCIE接口，DGX A100 中因為有一張橫置 Storage networking 網(wǎng)卡，因此需要設置一張拓展卡，根據(jù)產(chǎn)業(yè)鏈調(diào)研該拓展卡面積約為 0.01 平方米/張；

? 存儲操作系統(tǒng)驅(qū)動板，DGX A100中會搭載2個1.92TB M.2 NVMe 的系統(tǒng)驅(qū)動器，但兩個驅(qū)動器是搭載在一張PCB板的兩面，因此系統(tǒng)驅(qū)動板只有1塊，面積約為0.01 平方米/張。

上述四部分合計，功能性配板單機面積為 0.27 平方米，對應單機價值量約為 405 元。

綜上合計，英偉達DGX A100 CPU母板組PCB用量面積合計為0.662平方米，單機價值量約為 2845 元，其中載板級產(chǎn)品占比 46%，PCB 級的主板產(chǎn)品占比40%，PCB級的配板產(chǎn)品占比14%。

4、其他配件：單機價值量合計 226 元

除 GPU 板組和CPU模板組外，其他配件還包括電源、硬盤、前控制臺板等，根據(jù)產(chǎn)業(yè)鏈調(diào)研，這一類產(chǎn)品主要采用 6~10 層、FR4/Mid Loss 等級CCL的規(guī)格，單價約為1000~1500 元/平方米不等，參照 DGX A100 規(guī)格對用量和面積進行計算則為：

1）電源，從用量上看 DGX A100搭配6個電源，參照臺達電2200W 服務器電源 DPS-2200-AB-2 型號 73.5*265.0mm的規(guī)格，我們估測單個電源用PCB板面積為0.019平方米；

2）硬盤，從用量上看 DGX A100 搭配8個硬盤，參照行業(yè)標準3.5’盤，我們估測單塊硬盤中 PCB 面積為0.008平方米；

3）前控制臺板，主要用于控制外接設備，是放在8個硬盤中間的1塊 PCB 板，根據(jù)產(chǎn)業(yè)鏈調(diào)研，我們估測該板面積約為 0.010 平方米。

綜合GPU板組、CPU模板組和配件，我們估測DGX A100整機 PCB用量面積為 1.474 平方米，單機價值量為15321元，其中GPU板組單機價值量達到 1.2萬元、占比達到80%，CPU母板組單機價值量為2845 元、占比為 19%，其他配件單機價值量 226 元、占比為1%；從板級的分類來看，載板級別單機價值量為7670元、占比達到 50.1%，PCB 板級單機價值量為7651元、占比為 49.9%。

編輯：黃飛