处理器工作电流增长 垂直传输供电满足所需

Vicor Corporation应用工程师张育展。

随着人工智能、机器学习、大数据等高效能应用的出现，处理器工作电流持续增加，现在已经提高到数百安培；在未来，甚至是上千安培的程度，电源业者面临极大挑战。

传统将大电流供电单元放置在处理器附近的负载点电源架构，的确可以减少主机板上的配电损耗，然而仍需面临处理器与主板之间的互连难题。随着处理器电流的增大，与处理器的剩余这一小段距离，包含主板导体以及处理器插槽内的互连，现在已成为限制处理器效能和总体系统效率的瓶颈所在。

采用垂直供电，PDN电阻大幅降低

针对这最后一段距离，美商怀格Vicor Corporation认为垂直传输供电(VPD)是解决的好方法。Vicor Corporation应用工程师张育展说明，不同于横向供电(LPD)，对于极高的处理器电流，VPD是将电流倍增器模块直接放置在处理器下方，与LPD相比，这可将PDN电阻再降低达10倍之多。另外，垂直供电的另一项优势，是为高速信号和I/O开放了上层PCB的电路板面积。

VPD采用与Vicor LPD解决方案类似的电流倍增器，但将通常部署在处理器下方的高频旁路电容，整合在电流倍增器封装中。此外，VPD还允许对MCM的输出引脚到处理器电源引脚的间距，进行必要的修改，其输出电源引脚也与处理器或ASIC的电源映射相匹配，可最大限度提高性能。

垂直传输供电的好处，适合用来解决数据中心面临的电源挑战。数据中心是耗电怪兽，且如上所述，随着高效能运算及AI技术的广泛应用，数据中心的耗电量还在无休无止地增加。为了提升效率、降低能耗，数据中心主要电压已出现由12V转向48V的趋势，不过这也对传统供电方式带来许多挑战。对此，Vicor提供可降低配电损耗并提高效率的48V解决方案，藉由横向及垂直分比式电源的部署来解决难题。

数据中心转向48V，双向产品协助快速转变

Vicor推出双向48V至12V及稳压48V至12V模块产品，包括普及型NBM2317固定比率转换器和DCM3717稳压转换器。这些模块有助于电源系统结合48V和12V，为降压或升压转换实现最高密度及效率，能让数据中心业者迅速从现有12V负载系统快速转换成具显着电源系统尺寸、重量及效率优势的高效能48V供电系统。

其中，DCM3717 48V至12V稳压转换器为非隔离，采用37x17x7.4公厘的表面黏着转换器级封装(SM-ChiP)，支持40至60V SELV工作输入电压，可校定提供10.0至13.5V的稳压输出、750W的持续额定功率以及97%的峰值效率。其支持Open Compute Project(OCP)近期推出的48V机架式数据中心服务器架构(Open Rack Standard V2.2)，可为下游原有12V多相负载点转换器提供具稳压的48V至12V电源选项。

此外，如果应用系统不需要稳压的12V电源，也可以采用Vicor 800W 48V至12V固定比率转换器NBM2317，其采用更小型的23x17x7.4公厘SM-ChiP封装，可相对更进一步提升达69%的功率密度以及97.9%的更高电源转换效率。