Nieodłączna zasada „braku prób i błędów” w przypadku płytek wysokiej częstotliwości sprawiła, że symulacja stała się opcjonalna i stała się konieczna
Logika kart o niskiej częstotliwości (od kilku MHz do kilkudziesięciu MHz, zwykłych FR-4) jest „podłączona jest kwalifikowana”. Okablowanie zbliża się do idealnego drutu, a odbicia i przesłuchy nie zdążyły jeszcze zniszczyć sygnału. Obliczając szerokość linii na podstawie doświadczenia i dopasowując tablicę, można osiągnąć zbieżność.
Płyta wysokiej częstotliwości jest całkowicie odwrócona, a samo okablowanie to obwód mikrofalowy:
Okablowanie staje się linią transmisyjną: Kiedy długość okablowania przekracza 1/10 długości fali sygnału lub prędkość sygnału osiąga 1 Gb/s lub więcej, a zbocze narastające osiąga poziom stu pikosekund, pojawią się takie efekty, jak odbicia, dzwonienie, przeregulowanie, przesłuchy, odchylenie taktowania i odbicia od masy, których nie można ocenić na podstawie włączania/wyłączania multimetru ani doświadczenia inżyniera.
Największym źródłem niepewności stały się parametry materiału: stała dielektryczna (Dk) zwykłego FR-4 waha się między 4,2 a 4,6, a impedancja dryfuje przy wysokich częstotliwościach; W zakresie wysokich częstotliwości należy zastosować karty niskostratne i określić częstotliwość testową (np. „Dk 3,5 @ 10 GHz”). Styczna straty (Df), chropowatość folii miedzianej (efekt naskórkowania) i przelotka znacząco zmieniają wydajność kanału.
„Różnica” między projektem a produkcją pochłonie cały margines: szerokość linii obliczona domyślnie Er=4.5 na końcu projektu, ale faktycznym materiałem używanym w fabryce płytek jest Er=4.2, co daje różnicę 5 Ω w obliczeniach impedancji; Przelotka może zapewnić pojemność pasożytniczą na poziomie 0,5-1 pF, a zbocze narastające sygnałów poziomu DDR3 może zostać spowolnione o około 10%. Odchyłek tych nie widać na rysunkach, jedynie symulacja może je wcześniej ujawnić.
W rezultacie, jeśli projekt o wysokiej częstotliwości zostanie najpierw przetestowany i przed modyfikacją okaże się, że jest nieprawidłowy, będzie wymagał kilkukrotnie droższych materiałów niż zwykłe FR-4, długiego cyklu próbkowania i czasu debugowania całej maszyny. Koszt może bezpośrednio pochłonąć cały zysk ze zlecenia. Zatem w branży panuje zgoda co do tego, że jeśli prędkość sygnału przekracza 1 Gb/s lub zbocze narastające jest mniejsze niż 1 ns, przed rozmieszczeniem płytki należy przeprowadzić rundę symulacji integralności sygnału. To oznacza, że fabryki bez możliwości symulacji nie mogą nawet wykonać pierwszego kroku w kierunku „zrobienia tego dobrze”.