刚刚落幕的开放数据中心峰会（odcc）上，人工智能、机器学习和大数据挖掘等高性能计算应用成为最热门的话题。而高性能计算应用的发展对数据中心cpu/gpu/asic（xpu） 工作电流的需求不断提高，已达到数百安培。
目前，数据中心能耗占了全球用电量的2%。工信部《国家绿色数据中心试点工作方案》显示，近年来我国数据中心发展迅猛，总量超过40万个，年耗电量超过全社会用电量的1.5%，阿里巴巴发言人提到的一款3u gpu服务器的功耗就已高达3.2kw，数据中心的节能降耗迫在眉睫。
作为最先推出48v至负载点模块的厂商，vicor的数据中心供电方案已经赢得了包括ibm在内的多家客户，大规模应用于从48v直接为xpu供电的主板中。vicor所采用的分比式电源架构通过前置稳压模块（prm）提供接近 48v 的稳压输出电压，电压转换模块（vtm）提供超高效率的电压／电流转换，为负载点供电。相对传统的12v架构，其能源效率能够提高30%。
虽然毗邻xpu放置的大电流负载点电源架构可降低主板内的配电损耗，但无法解决 xpu 和主板之间的互连难题。在分比式电源架构的基础上，vicor凭借在封装创新方面的丰富经验和技术优势，又针对高性能、大电流的xpu处理器推出了合封（power on package）模块化电流倍增器（mcm）。这种设计有效降低了包括主板pcb以及 xpu 插座内的互联等负载点与 xpu 之间“最后一英寸”的能耗，进一步提升了xpu的系统效率。
据vicor 亚太区董事总经理、市场销售副总裁黄若炜介绍，大部分现有的 xpu 将其 25% 的引脚用于电源输入，特别是当其电流超过 200a时，这一数字还将进一步增加。vicor 合封供电方案不仅可以减少 xpu 插座的引脚数，还因为消除了pcb及封装中的诸多阻抗，有效减少从主板向 xpu 供电的损耗，从而可增大电流供给，同时提高系统性能，如扩展i/o 功能等。
创新的合封mcm可与xpu内核一起封装在 xpu基板中。如下图所示，合封在 xpu 基板（位于 xpu 封装盖下或侧面）上的mcm 由来自基板外的模块化电流驱动器（mcd）驱动，实现电流倍增，如1:64的电流倍增。mcd实现了vicor分比式电源架构中前置稳压模块和部分电压转换模块的功能，置于主板上，支持高带宽和低噪声，不仅可驱动 mcm实现电流倍增，而且还可为 xpu 提供精准电压调节。
现已推出的合封解决方案包含两个 mcm 和一个 mcd，可为 xpu 提供高达 320a 的稳态电流，峰值电流可达 640a。采用正弦幅值变换器的mcm由于采用零电压零电流软开关技术，实现业界最低的噪声水平。由于mcd和mcm之间的电流极大减少，它们之间的互连导通损耗降至10%。此外，这一方案还包括简化了主板设计， xpu 动态响应所需的储能电容也大幅减少。
vicor市场与商务拓展副总裁robert gendron表示，继现已提供样品的两款最新的合封电源器件，mcm3208s59z01a6c00 模块化电流倍增器和mcd3509s60e59d0c01 模块化电流驱动器之后，这一系列还将陆续推出更丰富的产品组合，满足不同能耗水平、不同封装尺寸，甚至不同行业应用的需要。由于要封装在xpu内部，vicor已经和多家cpu、gpu及asic厂商展开更为紧密的合作，同时提供标准产品以及定制化方案，为其下一代xpu带来更高能效。展望未来，gendron透露，mcm产品将能够提供出1v以外，不同的电压输出。
中国信息通信研究院数据显示，2016年中国idc市场规模达到720亿元左右，同比增长40%左右，伴随着中国制造2025、两化融合、云计算、大数据等国家战略的实施，数据计算存储需求持续高涨，预计未来几年我国数据中心产业仍将保持快速增长。
过去 10 年，vicor 一直致力于为数据中心提供更高能效的创新方案。在提高电源系统密度和成本效益的同时，平均每两年便可将损耗降低 25%。最新的vicor合封电源方案不仅可提高性能，简化主板设计，还可让xpu在人工智能时代以最大的潜能运行。
来源：21ic 作者：崔晓楠
