最新模塊為新一代 IBM POWER CPU 處理器及 GPU 實現(xiàn)高效率的 48V 直接負載點解決方案

21ic訊 Vicor 公司日前宣布進一步擴展其 48V 直接負載點 (PoL) 電源模塊產(chǎn)品系列。最新模塊針對在高達數(shù)百安培負載電流、而電壓低于 1.25 伏工作電壓的系統(tǒng)負載(CPU、GPU、ASIC 與 DDR 內(nèi)存)進行了優(yōu)化。與備選解決方案相比，采用該電源系統(tǒng)，可實現(xiàn)具有更高密度及更高轉(zhuǎn)換效率。采用在纖薄耐用 13 毫米 x 23 毫米 ChiP 封裝的 Vicor 正弦振幅轉(zhuǎn)換器 (SAC) 技術(shù)將業(yè)界一流的功率密度、效率、熱性能及電氣性能進行完美結(jié)合，是各種 48 伏電源系統(tǒng)應(yīng)用的理想選擇。

高效率、高密度、低成本的可靠配電是數(shù)據(jù)中心及其它應(yīng)用的關(guān)鍵要素。較高的配電總線電壓可降低配電總線的損耗，這是不言而喻的。然而，整體系統(tǒng)電源損耗包含配電總線損耗以及為 CPU 及其它負載供電的電源轉(zhuǎn)換器中的損耗。傳統(tǒng)電源轉(zhuǎn)換方法會隨總線電壓升高而降低效率和功率密度，因此傳統(tǒng)分布式電源系統(tǒng)設(shè)計必須在總線電壓、總線損耗與電源轉(zhuǎn)換器損耗及尺寸之間作出取舍。所以，盡管分布式電源的最佳電壓點是在 48V(配電損耗更低、儲能電容器更小、纜線及母線條更小，不需要特殊的安全預(yù)防措施)，但傳統(tǒng)分布式電源系統(tǒng)一直都依賴電壓更低的總線(即 12V)，其損耗因而更高。在很小的面積上，Vicor 的 48V 直接負載點產(chǎn)品能實現(xiàn)優(yōu)于傳統(tǒng) 12V的轉(zhuǎn)換效率，無需在總線電壓與系統(tǒng)效率及密度之間作出取舍，從而可幫助系統(tǒng)設(shè)計人員實施“綠色”環(huán)保的分布式系統(tǒng)解決方案，實現(xiàn)高轉(zhuǎn)換效率、高功率密度以及低配電損耗。

Vicor 的 48V 直接負載點產(chǎn)品系列包含非隔離式升降壓預(yù)穩(wěn)壓器模塊 (PRM) 與電壓轉(zhuǎn)換模塊 (VTM)。若配置成“分比式電源架構(gòu)”，則 PRM(例如：Vicor Cool-Power P3751-02 升降壓預(yù)穩(wěn)壓器模塊)的輸入電壓為 48V 分布式總線，為VTM提供受控的 “分比”電壓。VTM 的輸出電壓等于分比電壓乘以固定轉(zhuǎn)換因子 K，而 VTM 的輸出電流則等于 1/K 乘以 VTM 的輸入電流。負載點的電流倍增可提供更高的效率、密度及帶寬，這都是分比式電源的特性。

Vicor 在今年 3 月份舉行的 2016 開放計算項目峰會 (Open Compute Project Summit) 上宣布推出了其最新一代 48V 直接負載點產(chǎn)品系列，與 Google 為綠色環(huán)保數(shù)據(jù)中心采用 48V 服務(wù)器及配電基礎(chǔ)架構(gòu)的公告保持高度一致。Vicor 的 PRM/VTM 解決方案設(shè)計在高級 CPU/GPU 主板中，包括整合新一代 POWER CPU 產(chǎn)品的各種高級應(yīng)用。

2016 OpenPOWER 峰會期間推出了兩款最新 VTM 電流倍增器模塊：一款是 K=1/48 單元，其二次側(cè)電壓是一次側(cè)電壓的四十八分之一 (1/48)，可以在高達 1948 安培/立方英吋的密度下提供高達 135 安培的電流;另一款是 K=1/40 單元，其二次側(cè)電壓是一次側(cè)電壓的四十分之一 (1/40)，可以在高達 1354 安培/立方英吋的密度下提供高達 130 安培的電流。這些器件可以并聯(lián)工作，充分滿足 250A 乃至更高電流的 GPU 處理器需求。VTM 的輸入電壓可以從0V到60V，具有超過 94% 的典型轉(zhuǎn)換效率以及真正的雙向電源傳輸功能。

每款 VTM 都具有極低的輸出阻抗特征，用戶可以將大容量電容器從負載點移走。再者，只有大電流 VTM 才需要靠近 CPU;PRM 的位置可以遠一點。此外，常規(guī)降壓穩(wěn)壓器解決方案需要多相才能處理在“超頻”或“加速”模式下工作的 CPU 所需的全部瞬態(tài)電流。VTM的峰值電流能力只受限于熱，可以在幾毫秒內(nèi)提供兩倍的額定持續(xù)電流，因此在瞬態(tài) CPU/GPU 工作模式下不會影響系統(tǒng)功率密度及成本。在需要遙測及 PMBus^[a] 數(shù)字控制的應(yīng)用(例如：一些 CPU、GPU、ASIC 與 DDR4 存儲器應(yīng)用)中，Vicor 的 PI3020 數(shù)字控制與遙測器件可與 VTM/PRM 對配合使用。

Vicor 開創(chuàng)了 48V 直接到負載點的功率轉(zhuǎn)換技術(shù)。這些 Vicor 最新一代 48V 直接到負載點產(chǎn)品的新成員進一步壯大了 VTM 與 PRM 模塊的產(chǎn)品陣營，這些模塊的每一代產(chǎn)品都顯示了實質(zhì)性能的提升。事實上，Vicor 在過去十年中，平均每兩年就將轉(zhuǎn)換器功率損耗降低了 25%，功率密度隨之提高。與傳統(tǒng)“多相”降壓穩(wěn)壓器相比，分比式電源可提供優(yōu)異的效率、密度、瞬態(tài)響應(yīng)及噪聲性能。近期的第三方研究顯示，VTM 的噪聲頻譜比原有多相位降壓穩(wěn)壓器低一個數(shù)量級。

除了 PRM 與 VTM 分比式電源系列外，Vicor 的 48V 輸入負載點產(chǎn)品系列還包含穩(wěn)壓轉(zhuǎn)換器(諸如其 PI35xx 系列 Cool-Power ZVS 降壓穩(wěn)壓器等)的生態(tài)系統(tǒng)，是從 48V 總線直接為各種負載及輔助電源軌供電的理想選擇。在從分布式電源系統(tǒng)到集中式電源系統(tǒng)的任何電源系統(tǒng)應(yīng)用中，Vicor 綜合而全面的模塊化 DC-DC 及 AC-DC 電源組件系列及其“想當然”電源組件設(shè)計方法與在線 PowerBench 工具都可幫助電源系統(tǒng)工程師快速配置并實施各種完整的系統(tǒng)，提供業(yè)經(jīng)驗證的可靠性與可預(yù)測性，以及業(yè)界領(lǐng)先的性能、密度、效率與經(jīng)濟性。

Vicor、PRM、VTM、Cool-Power、SAC、分比式電源架構(gòu)與 PowerBench 是 Vicor 公司的商標。

[a] PMBus 名稱及徽標是 SMIF 公司的商標。