Vicor 48V 高密度合封电源数据中心解决方案

最新 XPU 合封电源方案的优势

Vicor 合封电源技术解决了传统“最后一寸”给 CPU 与 GPU（合称 XPU）性能带来的障碍，这不仅可提高性能，简化主板设计，而且还可帮助 XPU 实现以前根本无法实现的性能，助力人工智能的蓬勃发展。

• 更大的峰值电流及平均电流

  
  

• 将主板铜组件与 XPU 插座的互连电阻锐降超过10倍

  
  

• 将 XPU 电源引脚数减少超过 10 倍

合封电源方案为高性能应用提供前所未有的数百安培稳定电源

• 大数据挖掘

  
  

• 人工智能

  
  

• 机器学习

  
  

• 自动驾驶汽车

面对高性能应用（人工智能、机器学习、大数据挖掘）日益增长的需求，XPU 的工作电流已攀升至数百安培。大电流供电单元与 XPU 紧密安放的负载点架构有助于减少主板配电损耗，但并不能缓解 XPU 与主板间的互连难题。随着 XPU 电流的增加，XPU 与主板间的“最后一英寸”（包括主板 PCB 与 XPU 插座的互联合）已成为限制 XPU 性能与系统整体效率的因素。
 

Vicor 的电流倍增器已经被大规模用于从 48V 直接为 XPU 供电的主板中，最新的合封装模块化电流倍增器 (MCM) 将与 XPU 内核一道封装在 XPU 基板中，可进一步展现出 Vicor 分比式电源架构在转换效率、功率密度以及电源带宽诸方面的优势。

高性能计算 (HPC) 系统正在蓬勃发展，将在 2020 年达到 1EFlop/s，与 90 年代中期相比，计算能力将提升 109倍。

迎接常规负载点稳压器无法承受的挑战

常规主板安放的稳压器限制了 XPU 的全面运行潜力，为实现最高性能所需的电流传输带来了局限性。由于上述局限性，XPU 将“拖慢”工作频率和瞬态活动。稳压器与 XPU 之间存在名为供电网络的复杂阻抗，由主板 PCB 阻抗和插座互联阻抗构成。该供电网络不仅能够造成更多的损耗，而且还可影响稳压器为 XPU 的供电。

电源配送网络的“最后一英寸”

稳压器与 XPU 间的电阻可高达数百 µΩ，当 XPU 平均流耗约达 200A，峰值电流约为平均电流的 2 倍时，功率损耗会变得非常大。

• 当需求增加时，常规电源配送表现不佳

  
  

• 电源配送所需的引脚数仍将继续增加，限制其它 I/O 功能

  
  

• 主板上更大的电源配送损耗

  
  

• 无法通过扩展来满足峰值电源需求

  
  

• 满足复杂电源配送网络需求所需的设计复杂性

合封电源方案解决“最后一英寸”问题

合封电源方案将来自稳压器的大电流供电从主板移至 XPU 旁边，实质上取消了电源配送网络，消除了“最后一英寸”问题。向 XPU 插座提供 48V 电源，不仅最大限度地减少了供电所需的引脚数量，而且电流提供也减少了 98%（由 200A 减至 4A）。与常规稳压器不同，合封电源方案是唯一能提供所需密度的解决方案，有助于将其布置在 XPU 基板的可用空间内。

转换器级封装 (ChiP) 技术可扩展满足 XPU 需求

模块化电流倍增器 (MCM)

MCM3208S59Z01A6C00

适合与XPU合封

160A 电流输出

320A 峰值电流输出

32mm x 8mm x 2.7mm SM-ChiP封装

多个 MCM 可并行工作，提高电流容量

低噪声工作

-40°C 到 +125°C 的工作温度

模块化电流驱动器 (MCD)

MCD3509S60E59D0C01

主板PCB布置

平均传输功率400W

1.5X 峰值传输功率

35mm x 9mm x 4.9mm SM-ChiP封装

-40°C 到 +125°C的工作温度