让新一代处理器及GPU实现高效率的48V直接负载点解决方案

发布时间:2016-05-10 阅读量:881 来源: 我爱方案网 作者:

【导读】Vicor进一步扩展其 48V 直接负载点 (PoL) 电源模块产品系列。最新模块针对在高达数百安培负载电流、而电压低于 1.25 伏工作电压的系统负载(CPU、GPU、ASIC 与 DDR 内存)进行了优化。与备选解决方案相比,采用该电源系统,可实现具有更高密度及更高转换效率。

最新模块采用在纤薄耐用 13 毫米 x 23 毫米 ChiP 封装的 Vicor 正弦振幅转换器 (SAC) 技术将业界一流的功率密度、效率、热性能及电气性能进行完美结合,是各种 48 伏电源系统应用的理想选择。

高效率、高密度、低成本的可靠配电是数据中心及其它应用的关键要素。较高的配电总线电压可降低配电总线的损耗,这是不言而喻的。然而,整体系统电源损耗包含配电总线损耗以及为 CPU 及其它负载供电的电源转换器中的损耗。传统电源转换方法会随总线电压升高而降低效率和功率密度,因此传统分布式电源系统设计必须在总线电压、总线损耗与电源转换器损耗及尺寸之间作出取舍。所以,尽管分布式电源的最佳电压点是在 48V(配电损耗更低、储能电容器更小、缆线及母线条更小,不需要特殊的安全预防措施),但传统分布式电源系统一直都依赖电压更低的总线(即 12V),其损耗因而更高。在很小的面积上,Vicor 的 48V 直接负载点产品能实现优于传统 12V的转换效率,无需在总线电压与系统效率及密度之间作出取舍,从而可帮助系统设计人员实施“绿色”环保的分布式系统解决方案,实现高转换效率、高功率密度以及低配电损耗。

Vicor 的 48V 直接负载点产品系列包含非隔离式升降压预稳压器模块 (PRM) 与电压转换模块 (VTM)。若配置成“分比式电源架构”,则 PRM(例如:Vicor Cool-Power P3751-02 升降压预稳压器模块)的输入电压为 48V 分布式总线,为VTM提供受控的 “分比”电压。VTM 的输出电压等于分比电压乘以固定转换因子 K,而 VTM 的输出电流则等于 1/K 乘以 VTM 的输入电流。负载点的电流倍增可提供更高的效率、密度及带宽,这都是分比式电源的特性。

Vicor 在今年 3 月份举行的 2016 开放计算项目峰会 (Open Compute Project Summit) 上宣布推出了其最新一代 48V 直接负载点产品系列,与 Google 为绿色环保数据中心采用 48V 服务器及配电基础架构的公告保持高度一致。Vicor 的 PRM/VTM 解决方案设计在高级 CPU/GPU 主板中,包括整合新一代 POWER CPU 产品的各种高级应用。

2016 OpenPOWER 峰会期间推出了两款最新 VTM 电流倍增器模块:一款是 K=1/48 单元,其二次侧电压是一次侧电压的四十八分之一 (1/48),可以在高达 1948 安培/立方英吋的密度下提供高达 135 安培的电流;另一款是 K=1/40 单元,其二次侧电压是一次侧电压的四十分之一 (1/40),可以在高达 1354 安培/立方英吋的密度下提供高达 130 安培的电流。这些器件可以并联工作,充分满足 250A 乃至更高电流的 GPU 处理器需求。VTM 的输入电压可以从0V到60V,具有超过 94% 的典型转换效率以及真正的双向电源传输功能。

每款 VTM 都具有极低的输出阻抗特征,用户可以将大容量电容器从负载点移走。再者,只有大电流 VTM 才需要靠近 CPU;PRM 的位置可以远一点。此外,常规降压稳压器解决方案需要多相才能处理在“超频”或“加速”模式下工作的 CPU 所需的全部瞬态电流。VTM的峰值电流能力只受限于热,可以在几毫秒内提供两倍的额定持续电流,因此在瞬态 CPU/GPU 工作模式下不会影响系统功率密度及成本。在需要遥测及 PMBus[a] 数字控制的应用(例如:一些 CPU、GPU、ASIC 与 DDR4 存储器应用)中,Vicor 的 PI3020 数字控制与遥测器件可与 VTM/PRM 对配合使用。

Vicor 开创了 48V 直接到负载点的功率转换技术。这些 Vicor 最新一代 48V 直接到负载点产品的新成员进一步壮大了 VTM 与 PRM 模块的产品阵营,这些模块的每一代产品都显示了实质性能的提升。事实上,Vicor 在过去十年中,平均每两年就将转换器功率损耗降低了 25%,功率密度随之提高。与传统“多相”降压稳压器相比,分比式电源可提供优异的效率、密度、瞬态响应及噪声性能。近期的第三方研究显示,VTM 的噪声频谱比原有多相位降压稳压器低一个数量级。

除了 PRM 与 VTM 分比式电源系列外,Vicor 的 48V 输入负载点产品系列还包含稳压转换器(诸如其 PI35xx 系列 Cool-Power ZVS 降压稳压器等)的生态系统,是从 48V 总线直接为各种负载及辅助电源轨供电的理想选择。在从分布式电源系统到集中式电源系统的任何电源系统应用中,Vicor 综合而全面的模块化 DC-DC 及 AC-DC 电源组件系列及其“想当然”电源组件设计方法与在线 PowerBench 工具都可帮助电源系统工程师快速配置并实施各种完整的系统,提供业经验证的可靠性与可预测性,以及业界领先的性能、密度、效率与经济性。

相关资讯
中国AI产业突破封锁的韧性发展路径及未来展望

在全球科技博弈背景下,美国对华AI芯片出口限制政策持续升级。腾讯总裁刘炽平在2025年第一季度财报会上明确表示,腾讯已具备应对供应链风险的充足储备与技术创新能力,标志着中国AI产业正加速走向自主化发展道路。本文结合产业动态与政策趋势,剖析中国AI产业的战略转型与突破路径。

重塑全球供应链格局:ASM International战略布局应对贸易壁垒

在全球半导体产业链加速重构的背景下,荷兰半导体设备巨头ASM International(以下简称“ASM”)近期通过一系列战略调整引发行业关注。2025年5月15日,该公司宣布将通过转嫁关税成本、加速美国本土化生产及优化全球供应链,应对地缘政治风险与贸易壁垒。面对美国近期加征的“对等关税”政策(涵盖钢铁、汽车等商品,未来可能扩展至半导体领域),ASM展现出显著的供应链韧性:其亚利桑那州工厂即将投产,新加坡基地产能同步扩充三倍,形成“多区域制造网络”以分散风险。与此同时,中国市场成为其增长引擎——2025年中国区销售额或突破预期上限,占比达总营收的20%,凸显其在差异化竞争中的技术优势。这一系列举措不仅反映了半导体设备行业对关税政策的快速响应,更揭示了全球产业链从“效率优先”向“安全韧性”转型的深层逻辑。

国产芯片架构演进之路:从指令集适配到生态重构

在全球半导体产业长期被x86与ARM架构垄断的背景下,国产芯片厂商的生态自主化已成为关乎技术主权与产业安全的核心议题。北京君正集成电路股份有限公司作为中国嵌入式处理器领域的先行者,通过二十余年的技术迭代,探索出一条从指令集适配到生态重构的独特路径——早期依托MIPS架构实现技术积累,逐步向开源开放的RISC-V生态迁移,并创新性采用混合架构设计平衡技术过渡期的生态兼容性。这一转型不仅打破了国产芯片“被动跟随”的固有范式,更在智能安防、工业控制、AIoT等新兴领域实现了从“技术替代”到“生态定义”的跨越。据行业数据显示,其基于RISC-V内核的T系列芯片已占据计算芯片市场80%的份额,成为推动国产架构产业化落地的标杆。本文通过解析北京君正的架构演进逻辑,为国产半导体产业突破生态壁垒提供可复用的方法论。

性能飙升27%!高通骁龙7 Gen4如何改写中端芯片格局?

5月15日,高通技术公司正式推出第四代骁龙7移动平台(骁龙7 Gen 4),以台积电4nm制程打造,性能迎来全方位升级。该平台采用创新的“1+4+3”八核架构,CPU性能较前代提升27%,GPU渲染效率提升30%,并首次支持终端侧运行Stable Diffusion等生成式AI模型,NPU算力增幅达65%。在影像领域,其搭载的三重12bit ISP支持2亿像素拍摄与4K HDR视频录制,配合Wi-Fi 7与XPAN无缝连接技术,重新定义中高端设备的创作边界。荣耀与vivo宣布首发搭载该平台的机型,预计本月上市,标志着生成式AI技术向主流市场加速渗透。

破局高端芯片!小米自研玄戒O1即将发布,性能参数首曝光

5月15日晚间,小米集团CEO雷军通过个人微博账号正式宣布,由旗下半导体设计公司自主研发的玄戒O1手机SoC芯片已完成研发验证,计划于本月下旬面向全球发布。据雷军透露,该芯片将采用业界领先的4nm制程工艺,核心性能指标已接近国际旗舰水平。