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Vicor高密度合封電源方案
為高功率處理器和AI ASIC重新定義48V至POL穩壓 立即查看

全新供電方式的優勢

全新供電方式的優勢

通過“最後一英寸”供電,Vicor合封電源技術克服了為高功率處理器進行大電流傳輸造成的障礙。此舉不僅提高了性能、簡化了主板設計,更重要的意義是可幫助處理器實現前所未有的性能,從而兌現人工智慧等高性能應用的一貫承諾。

合封電源的優勢

合封電源的優勢

Power delivery

: 提供更高的峰值以及超過1000Amps的平均電流

50X

可將主板銅箔和處理器連接電阻銳減50倍

10X

將XPU電源引脚數减少超過10倍

支持處理器的高級應用實現前所未有的性能

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大數據挖掘

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人工智能

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機器學習

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自動駕駛汽車

為滿足人工智慧、機器學習、大數據挖掘等高性能應用日益增長的需求,處理器工作電流現已提高到數百安培。將大電流供電單元部署在處理器附近的負載點電源架構,可减少主機板上的配電損耗,但不能减少處理器與主板之間的互連挑戰。隨著處理器電流的增大,與處理器的剩餘這一小段距離“最後一英寸”(包含主板導體以及處理器插槽內的互連)現已成了處理器性能和總體系統效率的限制因素。

Vicor客戶GPU/CPU峰值電流需求的發展

Vicor customer peak CPU/GPU current

滿足傳統多相位負載點穩壓器無法滿足的挑戰

Conventional VRs

傳統多相位VR可限制高功率處理器的完全運行的潜能

Scale

低密度將限制靠近處理器

Scale

密度的挑戰隨電流的增大而增大

imbalance

更大電流的附加相位會造成相位不平衡

Noise

高開關頻率噪聲

從VR到處理器“最後一英寸”的配電損耗

power loss
Efficiency loss chart

Vicor技術可消除“最後一英寸”問題

分比式電源架構(FPA) 取代傳統多相位穩壓器,可提高密度和電源系統效率

FPA將功率轉換分解為單獨的穩壓和變壓功能,這些功能可以單獨優化,最大限度提高性能。穩壓模組可部署在主板上的任何位置,而重要電流輸出模組電流倍增器則可針對密度、效率和低噪聲進行優化,並可部署在非常接近處理器的位置。電流倍增器不僅能够提供超過1000Amp的大電流,而且還可讓PDN電阻銳降50倍。Vicor可根據處理器電流,提供橫向及縱向分比式電源選項。

分比式電源穩壓及變壓階段

Factorized power

處理器旁邊的大電流倍增

Factorized power to processor

合封電源解決方案

橫向供電 (LPD)

大電流傳輸通過模組化電流倍增器(MCM)模组實現,這些模组部署在主板或處理器基板上與處理器相鄰的位置。MCM部署在基板上,不僅可最大限度降低PDN損耗,而且還可减少電源所需的處理器基板BGA引脚的數量。

lateral power
lateral power

垂直供電 (VPD)

對於極高的處理器電流,VPD將電流倍增器模組直接部署在處理器下方,與LPD相比,這可將PDN電阻再降低達10倍之巨。垂直供電的另一項優勢是為高速I/O和記憶體開放了上層PCB的電路板面積。VPD採用與Vicor LPD解決方案類似的電流倍增器,但將通常部署在處理器下方的高頻率旁路電容集成在與MCM連接的變速器封裝中。此外,該變速器還允許對從MCM的輸出引脚到處理器電源引脚的間距進行必要的修改,其輸出電源引脚也與處理器或ASIC的電源映射相匹配,可最大限度提高性能。

vertical power
Vicor Power-on-Package Vertical Power Delivery

看看ExaScaler/PEZY ZettaScaler-2.2液浸冷卻超級電腦Gyoukou是如何利用合封電源的

資源

Power-on-Package diagram