
摘要: AI 服务器的热点在 GPU 和加速器,但一台服务器能开机、能被管理,靠的是主板和管理模块上的一批外围芯片。它们存着 BIOS、BMC 固件和配置数据,量产时都要经过烧录与校验。
说起 AI 服务器,话题几乎都围着 GPU、加速器和 HBM 转。
可一台服务器从上电到被数据中心纳管,第一行代码并不在 GPU 上跑。BIOS 存在主板的 SPI NOR Flash 里,BMC 固件存在管理模块的 Flash 里,上电时序由 CPLD 控制,板卡信息写在 EEPROM 里。这些芯片单价不高,存在感也不强,但任何一颗烧错版本,整机就起不来,或者起来了也管不住。
这篇文章不讨论 AI 芯片本身,只看另一个问题:AI 服务器的硬件越来越复杂,主板和外围模块上有哪些芯片需要烧录,量产时又该关注什么。
TrendForce 2026 年 1 月发布的预测显示,2026 年全球 AI 服务器出货量预计同比增长 28.3%,包含通用服务器在内的整体服务器出货量预计增长 12.8%。
这组数据里有两点值得工程团队留意。一是 AI 推理负载带动了通用服务器的换机与扩容,增长不只发生在 GPU 机柜里。二是采用自研 ASIC 的 AI 服务器占比预计升至 27.8%,平台种类在变多。
平台越多,主板设计、管理模块和固件版本也就越多。对产线来说,这意味着要烧录的芯片型号、固件文件和换型次数都可能增加。
AI 训练和推理对数据吞吐的要求,推动存储和互联两端同时升级。服务器内部有 SSD、存储背板,节点之间有高速网卡和交换设备,链路上还可能用到信号中继、时钟等配套芯片。
这些设备和板卡各自有主控或控制芯片,其中一部分需要在生产中写入固件或配置参数。具体是哪些芯片、写入什么,以对应芯片数据手册和产品设计为准。
服务器的管理、安全和控制功能,正在从主板上独立出来。开放计算项目(OCP)的 DC-SCM(数据中心安全控制模块)规范,就是把 BMC、信任根等通用管理与安全功能,集中到一块标准外形的模块上,供不同服务器平台复用。
以 Flex 公开的一款 DC-SCM 2.0 模块资料为例:模块上有 AST2600 管理控制器、一颗 CPLD、一个信任根(RoT)模块和 TPM,另配双 256MB QSPI NOR Flash 存放 BMC 固件、双 64MB QSPI NOR Flash 存放 BIOS 镜像。
这只是一款产品的配置,不代表所有服务器都如此设计。但它很直观地说明了一件事:一块管理模块上,需要写入固件或配置的芯片就不止一颗。
管理软件这一侧也能看到同样的趋势。开源 BMC 项目 openUBMC 的通用硬件管理组件,把 MCU、VRD(电压调节器)、CPLD、FPGA、Retimer 和安全模块的固件都列为管理对象,板卡自描述信息则存放在板卡 EEPROM 中;组件还单独提供了面向生产环境的制造测试接口。
这些固件在现场可以由 BMC 升级,但出厂时的初始版本,仍要在生产环节写入并校验。固件对象越多,产线要管的写入路径和版本也越多。
不是服务器上的每一颗 IC 都需要单独烧录。是否要写入程序或配置数据,取决于芯片功能、板卡设计和制造流程。先看一张总览,表中是服务器硬件的常见情况,具体以平台设计为准。
| 芯片类型 | 常见位置 | 通常写入什么 | 量产时重点看 |
|---|---|---|---|
| SPI NOR Flash | 主板、管理模块、部分扩展卡 | BIOS/UEFI、BMC 固件、启动与恢复镜像 | 容量、版本对应、校验 |
| EEPROM | 主板、电源、背板、各类板卡 | 板卡信息、序列号、MAC 地址、配置参数 | 逐板差异化数据、地址范围 |
| MCU | 电源、风扇、背板、扩展模块 | Bootloader、应用固件、校准数据 | 型号匹配、离线或在板烧录 |
| FPGA / CPLD | 主板、管理模块、加速卡 | 逻辑配置文件 | 配置方式、文件版本 |
| 其他控制芯片 | 电源、互联链路、网络与存储 | 固件或配置参数 | 写入路径与支持情况 |
BIOS/UEFI 和 BMC 固件,通常存放在 SPI NOR Flash 中。OCP RunBMC 规范定义了 BMC 子系统与服务器平台之间的接口,其中专门设有固件 SPI 一节;OCP 社区资料给出的典型 BMC 子系统配置,是 BMC 固件和 BIOS 固件各用两颗 SPI NOR Flash。
双片主备意味着两颗都要烧,版本还要对应。量产时可以贴装前离线烧录,也可以焊接后通过板级接口在线烧录,取决于 Flash 的位置、接口引出情况和产线工艺。
EEPROM 用来保存掉电后仍需保留的数据,例如 FRU(现场可更换单元)信息、板卡型号、制造信息、序列号、MAC 地址和配置参数。
这类数据大多不是固件程序,而是产品身份和制造信息,往往每块板都不一样。烧录时不只要确认写入成功,还要核对写入内容、地址范围和数据格式,避免覆盖已有信息,并和生产系统里的记录逐一对应。
风扇控制、电源状态监测、传感器采集、背板和扩展模块的本地控制,可能各自由一颗 MCU 负责,并和 BMC 通信。
生产中要写入的可能有 Bootloader、应用固件、配置参数或校准数据。常见接口包括 JTAG、SWD、UART、SPI 等。离线还是在板烧录,看 MCU 是否已焊接、接口是否引出,以及工艺要求。
服务器上电涉及多路电源的先后顺序和复位逻辑,常由 CPLD 负责;FPGA 则用于更复杂的板级逻辑、接口管理和信号处理。OCP 的 Project Argus DC-SCM 2.0 设计规范,就把 CPLD 固件单列为一项。
和 MCU 写固件不同,FPGA/CPLD 写入的是逻辑配置文件。有的通过 JTAG 直接写入,有的把配置存在外部 SPI Flash 里,也有厂商指定的其他配置方式。不能把所有 FPGA/CPLD 都按同一套流程处理。
高速信号链路中的 Retimer、负责供电的数字电源控制器(VRD/VR)、部分网络与存储控制芯片,也可能涉及固件或参数写入。OCP 社区的服务器主板规范中,就有 BMC 访问并更新 CPLD 与 VR 固件的章节。
这类芯片的接口、数据格式和写入流程差异很大。能否用通用烧录器在生产中写入,要以具体型号的芯片支持清单和数据手册为准。
需要强调: 以上是 AI 服务器及相关板卡中可能涉及烧录的典型类别,不代表每台服务器配置相同,也不代表所有芯片都要在生产阶段通过外部烧录器写入。
明确目标芯片之后,再看芯片是否已焊接、接口是否引出、产量多大、工艺要求是什么。服务器生产中常见四种方式。
芯片上板之前,放进对应 Socket,由烧录器完成写入和校验,再送去贴片。适合固件已定版、批量较大的 SPI NOR Flash、EEPROM 和部分 MCU。
不依赖目标板上的烧录接口;
可与 SMT 前的物料准备衔接;
便于集中管理固件版本和烧录任务;
可配置多个 Socket 并行处理。
代价是固件一改,库存里已烧好的芯片就要处理。导入前还要确认芯片型号、封装、引脚定义、工作电压和烧录算法是否匹配。
芯片已经装在主板、BMC 模块或扩展卡上,通过 JTAG、SWD、SPI、I²C、UART 等接口在测试工位写入。FPGA/CPLD、需要写入逐板数据的 EEPROM,以及固件仍在迭代的项目,常用这种方式。
在线烧录不是接上线就能用。导入前至少要确认:
目标芯片的接口定义和通信协议;
目标板的供电和信号电平条件;
复位、启动模式和访问权限;
同一总线上多颗芯片的信号隔离;
烧录失败后的恢复和异常处理。
多芯片板卡尤其要定清烧录顺序和目标选择逻辑,避免误写或影响其他芯片。
离线场景下是多个 Socket 同时工作,在线场景下是多通道同时对多块板或多颗芯片写入。但通道数不等于产能,还要看:
各通道能否真正独立并行;
芯片型号和烧录算法是否一致;
每颗芯片的数据量、写入时间和 Verify 时间;
Socket 装卸或治具对接时间;
任务调度方式。
单一型号批量大、人工取放成为瓶颈时,可以用自动化烧录系统完成供料、取放、定位、烧录、校验和下料,按包装形式适配 Tray、Tape 或 Tube。
边界要分清: 离线自动化烧录处理的是贴装前的芯片,板级在线烧录处理的是已焊接的芯片,两者解决的是不同问题。芯片已经焊在板上,应优先评估在线烧录方案,而不是套用离线自动化设备。
同一台服务器上,几种方式往往并存:BIOS Flash 可能离线烧录,CPLD 在板烧录,EEPROM 的逐板数据在功能测试工位写入。把每颗芯片放到合适的工序,比追求某一种方式更重要。
样品阶段关心的是能不能写进去;量产阶段要看的是稳定性、效率、版本控制和数据管理。
服务器项目常有多家 Flash、EEPROM 供应商互为备料。同一系列的芯片,也可能因容量、封装、引脚定义或硅版本不同而存在差异。选型和导入备选料时,逐项核对:
完整芯片型号;
封装形式和引脚定义;
工作电压和接口类型;
对应烧录算法及支持版本。
不能凭品牌或系列名称判断烧录器是否支持,也不能拿相似型号的验证结果类推。
写完不等于写对。Program 把数据写入芯片,Verify 检查写入结果。BIOS、BMC 固件和板卡控制程序决定机器能否正常启动,校验环节尤其不能省。
校验方式要按芯片特性和客户要求选:完整数据比对、Checksum 或其他受支持的校验机制。BIOS 和 BMC 固件容量较大,Verify 时间不能忽略。只看写入速度,排出来的班表会偏乐观。
同一批 SPI NOR Flash 由多个通道独立执行相同任务,有机会缩短整体处理时间。但如果不同芯片要用不同程序、不同电压或不同流程,任务调度和配置管理就会变复杂。
如果瓶颈在上下料、测试或其他工序,加通道也不会让产出同比增加。评估多工位方案,要用实际芯片、实际数据量在满载状态下实测。
一个服务器平台往往同时存在多套固件:不同客户、不同配置、不同验证阶段,各用各的 BIOS 和 BMC 版本;主板、管理板、存储板和扩展模块又各有各的固件。建议在生产中建立清晰的管理机制:
每个产品型号对应哪个固件版本,有明确清单;
程序文件有版本标识和权限管理;
正式版、测试版和临时版严格区分;
烧录任务与生产批次一一对应;
异常烧录和返工有记录。
固件安全也在提高门槛。NIST SP 800-193《平台固件弹性指南》围绕固件的保护、检测与恢复给出技术建议,覆盖 BIOS 等平台固件。涉及安全启动、签名校验或厂商授权的固件,必须遵循平台厂商规定的写入和验证流程。烧录器能写入数据,不等于具备完整的固件安全管理能力。
烧录结果不应只停留在设备屏幕上的“成功/失败”。按生产管理要求,可以记录:
芯片型号及目标板卡信息;
固件文件及版本;
烧录时间和校验结果;
工位和设备信息;
异常记录和返工状态。
EEPROM 里的序列号、MAC 地址和板卡信息,要和 MES 中的生产记录一一对应。MES 对接能力取决于设备接口、软件功能和客户系统架构,导入前要完成接口验证。
AI 服务器涉及的芯片类型多,既有贴装前离线写入的存储芯片,也有焊接后通过板级接口烧录的控制芯片。不同工艺,用不同方案。
面向 SPI NOR Flash、EEPROM、MCU 等多类型芯片。根据现有产品资料,ALL-1000G 系列采用独立 MCU 与 Flash 双系统架构,并通过 Pin Card 适配不同芯片与封装。
服务器主板和外围板卡的离线烧录,可以按具体型号选择 Socket、适配配置和烧录算法,用同一平台处理多类芯片,减少设备分散和换型带来的管理负担。也适合多家备选料并存、需要频繁换型的产线。具体支持范围以 HILOMAX 官方芯片支持清单为准。
面向需要在目标 PCB 或系统中完成写入的应用。根据现有产品资料,ALL-1000ISP 系列涉及 JTAG、SWD、SPI、I²C、UART 等目标芯片接口,以及 USB 与 ATE 应用场景。
服务器主板、管理控制板和扩展卡上,焊接后需要烧录的 MCU、Flash、CPLD 等,可以评估 ISP 方案。导入时要结合目标板电气条件、接口定义和烧录顺序验证。
根据 ALL-ISP 产品资料,该系列包括 ALL-ISP-2、ALL-ISP-4、ALL-ISP-8 三个型号,分别提供 2、4、8 个并行烧录位,各通道同步烧录,而不是分时复用。支持的芯片类型包括 MCU、CPLD、串行/并行存储器等;烧录协议涵盖 JTAG、SWD、UART、SPI/QSPI、I²C 等常用接口,以及 BDM、SWIM、ICSP、PDI、UPDI、SBW 等协议和定制协议。
和服务器板级烧录关系较近的几项:
电平与供电: ISP 信号线电压可在 1.6–5.5 V 范围内调节,精度 100 mV;内置可编程电源(PPS),电压范围 1.6–5.5 V,分辨率 100 mV,PPS 通道数与烧录位数一致。
产线集成: 面向 ATE 与治具集成设计,资料列出可兼容 Keysight、Teradyne、TRI、SPEA、SEICA 等测试系统;支持脱机独立运行,也支持主机控制。
主机接口: 隔离式 USB(全速)、LAN(100 Mbit/s)和 RS-232,I/O 具备 EOS/ESD 保护。
软件与二次开发: 提供 ASCII 命令集、DLL 与函数库,SDK 支持 C#、C、C++、LabVIEW、Python、Java 和 Visual Basic;配有文件管理器、文件合并及版本备份/恢复工具,资料还列出 MES 系统对接功能。
板上有多颗相同控制芯片,或需要在 ATE、功能测试工位批量执行板级烧录时,可按目标数量、接口和电气条件评估。并行通道数不直接等于整线产能;具体芯片与协议支持以芯片支持清单为准,各项参数以对应型号正式规格及项目验证结果为准。
面向贴装前芯片的批量处理、需要减少人工上下料的场景。AT3 系列包括 AT3-150C、AT3-350C、AT3-350M4 等机型,在 Socket 数量、取放结构和工位配置上有所区别;AT3-350C 的产品资料还涉及 3D 视觉、激光标记和 MES 相关配置。
是否适合采用自动化烧录,先回答五个问题:
芯片是否在 PCB 焊接前完成烧录?
目标芯片的封装与供料方式是什么?
单批次数量和目标 UPH 是多少?
是否需要多型号切换?
是否需要对接 MES 或上位机?
如果芯片已经焊在板上,应优先评估 ALL-1000ISP、ALL-ISP 等板级方案。
以上各系列的接口、通道、产能与功能配置,以对应型号正式规格及项目验证结果为准。
AI 服务器的性能,由 GPU 和加速器决定;能不能稳定开机、被正确管理、出了问题能不能追溯,很大程度上取决于 BMC 背后的 SPI NOR Flash、EEPROM、MCU、FPGA/CPLD 和其他控制芯片。
这些芯片并非都用同一种方式烧录,也不一定都要在生产阶段通过外部烧录器写入。但平台变多、固件版本变多、备选料变多,外围芯片的烧录正在从产线上的一个小工位,变成需要提前规划的工艺环节。
烧录方案的评估,可以按这个顺序走:先确认芯片,再确定烧录方式,最后评估量产流程。芯片型号决定兼容性,烧录接口决定实施方式,生产节拍和数据管理决定方案能否适应实际制造。
这些问题答得越早,量产爬坡就越顺。
如需评估 AI 服务器主板、管理控制板或存储设备中的芯片烧录方案,欢迎联系 HILOMAX,带上芯片型号、封装形式、烧录接口、固件版本规划和产线布局,进一步确认适用的产品配置。
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