最新 XPU 合封電源方案的優勢

Vicor 合封電源技術解決了傳統“最后一寸”給 CPU 與 GPU（合稱 XPU）性能帶來的障礙，這不僅可提高性能，簡化主板設計，而且還可幫助 XPU 實現以前根本無法實現的性能，助力人工智能的蓬勃發展。

• 更大的峰值電流及平均電流

  
  

• 將主板銅組件與 XPU 插座的互連電阻銳降超過10倍

  
  

• 將 XPU 電源引腳數減少超過 10 倍

合封電源方案為高性能應用提供前所未有的數百安培穩定電源

• 大數據挖掘

  
  

• 人工智能

  
  

• 機器學習

  
  

• 自動駕駛汽車

面對高性能應用（人工智能、機器學習、大數據挖掘）日益增長的需求，XPU 的工作電流已攀升至數百安培。大電流供電單元與 XPU 緊密安放的負載點架構有助于減少主板配電損耗，但并不能緩解 XPU 與主板間的互連難題。隨著 XPU 電流的增加，XPU 與主板間的“最后一英寸”（包括主板 PCB 與 XPU 插座的互聯合）已成為限制 XPU 性能與系統整體效率的因素。
 

Vicor 的電流倍增器已經被大規模用于從 48V 直接為 XPU 供電的主板中，最新的合封裝模塊化電流倍增器 (MCM) 將與 XPU 內核一道封裝在 XPU 基板中，可進一步展現出 Vicor 分比式電源架構在轉換效率、功率密度以及電源帶寬諸方面的優勢。

高性能計算 (HPC) 系統正在蓬勃發展，將在 2020 年達到 1EFlop/s，與 90 年代中期相比，計算能力將提升 109倍。

迎接常規負載點穩壓器無法承受的挑戰

常規主板安放的穩壓器限制了 XPU 的全面運行潛力，為實現最高性能所需的電流傳輸帶來了局限性。由于上述局限性，XPU 將“拖慢”工作頻率和瞬態活動。穩壓器與 XPU 之間存在名為供電網絡的復雜阻抗，由主板 PCB 阻抗和插座互聯阻抗構成。該供電網絡不僅能夠造成更多的損耗，而且還可影響穩壓器為 XPU 的供電。

電源配送網絡的“最后一英寸”

穩壓器與 XPU 間的電阻可高達數百 μ?，當 XPU 平均流耗約達 200A，峰值電流約為平均電流的 2 倍時，功率損耗會變得非常大。

• 當需求增加時，常規電源配送表現不佳

  
  

• 電源配送所需的引腳數仍將繼續增加，限制其它 I/O 功能

  
  

• 主板上更大的電源配送損耗

  
  

• 無法通過擴展來滿足峰值電源需求

  
  

• 滿足復雜電源配送網絡需求所需的設計復雜性

合封電源方案解決“最后一英寸”問題

合封電源方案將來自穩壓器的大電流供電從主板移至 XPU 旁邊，實質上取消了電源配送網絡，消除了“最后一英寸”問題。向 XPU 插座提供 48V 電源，不僅最大限度地減少了供電所需的引腳數量，而且電流提供也減少了 98%（由 200A 減至 4A）。與常規穩壓器不同，合封電源方案是唯一能提供所需密度的解決方案，有助于將其布置在 XPU 基板的可用空間內。

轉換器級封裝 (ChiP) 技術可擴展滿足 XPU 需求

模塊化電流倍增器 (MCM)

MCM3208S59Z01A6C00

適合與XPU合封

160A 電流輸出

320A 峰值電流輸出

32mm x 8mm x 2.7mm SM-ChiP封裝

多個 MCM 可并行工作，提高電流容量

低噪聲工作

-40°C 到 +125°C 的工作溫度

模塊化電流驅動器 (MCD)

MCD3509S60E59D0C01

主板PCB布置

平均傳輸功率400W

1.5X 峰值傳輸功率

35mm x 9mm x 4.9mm SM-ChiP封裝

-40°C 到 +125°C的工作溫度