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目前，越來越多的應(yīng)用系統(tǒng)對電源系統(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)、多種開關(guān)拓?fù)洹㈦娫茨K和基于分立器件設(shè)計的封裝技術(shù)，時刻發(fā)揮著重要作用，總結(jié)來看設(shè)計高性能電源系統(tǒng)的復(fù)雜性逐年增加，使用可靠的設(shè)計方法來實現(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，因此可有效簡化電源系統(tǒng)設(shè)計任務(wù)。”Vicor 高管強(qiáng)調(diào)。

一直以來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數(shù)據(jù)中心和高性能計算的快速變革，需要更高的處理器速度來支持 AI 機(jī)器學(xué)習(xí)逐漸成為勢在必行。盡管如此，雖然支持 GPU 的業(yè)界領(lǐng)先計算系統(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。

對此Vicor全球市場營銷副總裁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，因為傳統(tǒng)的方式是典型兩級轉(zhuǎn)換，即從 48V到12V、然后再從12V到負(fù)載點。必須在使用兩個轉(zhuǎn)換器（帶來的密度挑戰(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 就可實現(xiàn)從 12V 向 48V 系統(tǒng)的一次性升級。

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，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，無需外部過濾器、大電容器、熱插拔或涌流限制，提供電壓基本沒有噪聲。

同時，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)的電源組件開發(fā)板也被同時展現(xiàn)。Vicor此次展示的是尺寸為24cm×15cm超薄設(shè)計的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)計帶來了新的變化和挑戰(zhàn)。以AI處理器電路板的電源設(shè)計為例，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。這帶來了一項非常艱巨的挑戰(zhàn)：傳統(tǒng)多相降壓陣列密度不夠，無法盡可能靠近處理器放置，也就是說穩(wěn)壓器和處理器之間會有大約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顯著降低PDN電阻以及相關(guān)電路板功率及效率損耗。

對此Vicor提供了一種方法，即通過在封裝產(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。具體來說，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1000A的GPU或ASIC電源設(shè)計在電阻為50μΩ時，會消耗5W的PDN電源，最后這一方法使得Vicor在AI處理器電源市場處于重要地位。畢竟Vicor非常清楚每個模塊單位電流或單位功耗的成本必須符合其所在市場的實際狀況，而且由于Vicor產(chǎn)品的高密度，能夠?qū)崿F(xiàn)極具競爭力的模塊成本。

值得提及的是，現(xiàn)場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這類電源市場需求增長很快，Vicor在前者市場占有很大份額。此外弱混汽車開始采用48V配電系統(tǒng)，純電動輕型車及汽車市場也存在巨大的商機(jī)，進(jìn)一步推動了Vicor的解決方案在深度學(xué)習(xí)應(yīng)用數(shù)據(jù)中心市場以及推斷計算汽車市場的需求；在5G系統(tǒng)方面，Vicor已經(jīng)開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)點發(fā)展，這意味著核心電壓會更低，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！的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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