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目前，越來(lái)越多的應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)電源系統(tǒng)的功率密度及轉(zhuǎn)換效率提出了更高要求，在電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)中不僅功率密度是眾多要素之一，其他例如電源系統(tǒng)架構(gòu)、多種開(kāi)關(guān)拓?fù)洹㈦娫茨K和基于分立器件設(shè)計(jì)的封裝技術(shù)，時(shí)刻發(fā)揮著重要作用，總結(jié)來(lái)看設(shè)計(jì)高性能電源系統(tǒng)的復(fù)雜性逐年增加，使用可靠的設(shè)計(jì)方法來(lái)實(shí)現(xiàn)高性能電源轉(zhuǎn)換，是一次性獲得成功的關(guān)鍵。

在今年的ODCC大會(huì)上，Vicor 展示了最新的 AC 及 HVDC 至 48V 和 48V 至負(fù)載的電源模塊等創(chuàng)新嘗試，為當(dāng)今最具挑戰(zhàn)性的數(shù)據(jù)中心電源問(wèn)題提供了高效的解決方案。“我們提供的是模塊化解決方案，而不是一包零散部件，因此可有效簡(jiǎn)化電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)。”Vicor 高管強(qiáng)調(diào)。

一直以來(lái)48V電源作為熱門話題已經(jīng)被熱議許久，伴隨著人工智能推動(dòng)數(shù)據(jù)中心和高性能計(jì)算的快速變革，需要更高的處理器速度來(lái)支持 AI 機(jī)器學(xué)習(xí)逐漸成為勢(shì)在必行。盡管如此，雖然支持 GPU 的業(yè)界領(lǐng)先計(jì)算系統(tǒng)已經(jīng)使用了 48V 提高電源功能和總體系統(tǒng)效率，但仍有許多系統(tǒng)依賴原有的 12V 基礎(chǔ)架構(gòu)和 12V 負(fù)載。

對(duì)此Vicor全球市場(chǎng)營(yíng)銷副總裁Phil Davies表示，由于性能及功能要求的提高，負(fù)載功率需求也在不斷攀升。“如果采用傳統(tǒng)轉(zhuǎn)換器拓?fù)鋵?8V轉(zhuǎn)換為1V，通常意味著損失效率，因?yàn)閭鹘y(tǒng)的方式是典型兩級(jí)轉(zhuǎn)換，即從 48V到12V、然后再?gòu)?2V到負(fù)載點(diǎn)。必須在使用兩個(gè)轉(zhuǎn)換器（帶來(lái)的密度挑戰(zhàn)）還是采用改進(jìn)的PDN（提高效率）兩者之間進(jìn)行權(quán)衡。”而如今，Vicor的NBM 就可實(shí)現(xiàn)從 12V 向 48V 系統(tǒng)的一次性升級(jí)。

據(jù)了解，NBM 采用不足 3.3 立方厘米的封裝，提供 48V 至 12V 雙向轉(zhuǎn)換，在 750W 穩(wěn)定功率和 1kW 峰值功率下，支持 98% 的峰值效率；此外NBM 開(kāi)關(guān)頻率為 1.7 MHz，占用的空間只是需要大量分立式組件的低速開(kāi)關(guān)頻率（不足 1MHz）解決方案所需空間的一小部分，將其輸出保持在狹窄的電壓頻段內(nèi)的同時(shí)，可快速響應(yīng)瞬態(tài)負(fù)載（1 微秒）。有資料稱，NBM 是一款完整的電源解決方案，無(wú)需外部過(guò)濾器、大電容器、熱插拔或涌流限制，提供電壓基本沒(méi)有噪聲。

同時(shí)，應(yīng)用于48V機(jī)架配電架構(gòu)的全新DC-DC模塊，以及眾多先進(jìn)的電源組件開(kāi)發(fā)板也被同時(shí)展現(xiàn)。Vicor此次展示的是尺寸為24cm×15cm超薄設(shè)計(jì)的AC-DC 轉(zhuǎn)換器模塊(RFM)平板電源，可提供10kW的穩(wěn)壓48VDC；據(jù)了解RFM可通過(guò)配置，支持全球范圍200~480VAC的三相AC電源，其功率密度達(dá)到組件層面300W/in3，是傳統(tǒng)3相位AC-DC解決方案的4倍。

另外，Vicor 還介紹并演示了包括新一代普及型 NBM2317 固定比率轉(zhuǎn)換器和 DCM3717 穩(wěn)壓轉(zhuǎn)換器（采用 37x17 毫米封裝，支持高達(dá) 900W 的功率）在內(nèi)的產(chǎn)品模塊等。據(jù)了解，這些模塊有助于電源系統(tǒng)結(jié)合 48V 和 12V，為降壓或升壓轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)最高密度及效率。其中用于 AC 轉(zhuǎn)換的 PowerTablet 以及合封電源 48V 直接至負(fù)載等充分滿足高性能處理器的電源需求的產(chǎn)品一并悉數(shù)亮相。

眼下數(shù)據(jù)中心、新能源汽車包括5G基站等新興應(yīng)用為電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)帶來(lái)了新的變化和挑戰(zhàn)。以AI處理器電路板的電源設(shè)計(jì)為例，處理器電流的急劇上升始于2017年，客戶希望為其AI GPU和ASIC提供500A、1V以下的嚴(yán)格穩(wěn)壓解決方案。這帶來(lái)了一項(xiàng)非常艱巨的挑戰(zhàn)：傳統(tǒng)多相降壓陣列密度不夠，無(wú)法盡可能靠近處理器放置，也就是說(shuō)穩(wěn)壓器和處理器之間會(huì)有大約200μΩ至400μΩ的PDN電阻。

通常在500A和400μΩ的PDN電阻的情況下，電路板上會(huì)有100W的功耗，這就意味著假設(shè)處理器功耗為400W，系統(tǒng)效率會(huì)因PDN的原因降至75%。由于PDN電阻和電流都很高，因此12V 多相解決方案無(wú)法滿足性能需求。而隨著處理器電流需求持續(xù)提升至1000至1500A峰值，就需要全新的方法來(lái)顯著降低PDN電阻以及相關(guān)電路板功率及效率損耗。

對(duì)此Vicor提供了一種方法，即通過(guò)在封裝產(chǎn)品上提供橫向及縱向分比式電源，解決了這一極為艱巨的復(fù)雜難題。具體來(lái)說(shuō)，橫向解決方案可將PDN電阻降至50μΩ，而縱向解決方案則可將其降至5μΩ。這樣在縱向供電情況下，一項(xiàng)1000A的GPU或ASIC電源設(shè)計(jì)在電阻為50μΩ時(shí)，會(huì)消耗5W的PDN電源，最后這一方法使得Vicor在AI處理器電源市場(chǎng)處于重要地位。畢竟Vicor非常清楚每個(gè)模塊單位電流或單位功耗的成本必須符合其所在市場(chǎng)的實(shí)際狀況，而且由于Vicor產(chǎn)品的高密度，能夠?qū)崿F(xiàn)極具競(jìng)爭(zhēng)力的模塊成本。

值得提及的是，現(xiàn)場(chǎng)演示專家還就可消除傳統(tǒng)風(fēng)冷系統(tǒng)散熱限制的液浸式冷卻系統(tǒng)進(jìn)行介紹演示。通常傳統(tǒng)AC電源通常只適合風(fēng)冷系統(tǒng)，表面輪廓不規(guī)則，熱量分布不均勻，而可消除傳統(tǒng)風(fēng)冷系統(tǒng)散熱限制的液浸式冷卻系統(tǒng)，采用了Vicor合封電源解決方案的高性能 CPU/GPU浸泡在3M公司的全氟三丁胺中進(jìn)行散熱，功率容量可提高30%。

目前48V服務(wù)器、AI GPU和ASIC這類電源市場(chǎng)需求增長(zhǎng)很快，Vicor在前者市場(chǎng)占有很大份額。此外弱混汽車開(kāi)始采用48V配電系統(tǒng)，純電動(dòng)輕型車及汽車市場(chǎng)也存在巨大的商機(jī)，進(jìn)一步推動(dòng)了Vicor的解決方案在深度學(xué)習(xí)應(yīng)用數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)以及推斷計(jì)算汽車市場(chǎng)的需求；在5G系統(tǒng)方面，Vicor已經(jīng)開(kāi)始與幾家通信公司合作：通信設(shè)備不僅有極大電流網(wǎng)絡(luò)ASIC，而且正在向7nm和5nm節(jié)點(diǎn)發(fā)展，這意味著核心電壓會(huì)更低，有些甚至?xí)椭?.4V。

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Vicor再携创新产品“登陆”ODCC大会，有详情！的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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