服务器芯片合封电源解决方案

来自:万一严选 2023-03-08 14:04:44

方案简介

为满足人工智能、机器学习、大数据挖掘等高性能应用日益增长 的需求,处理器工作电流现已提高到数百安培。将大电流供电单元部署在处理器附近的负载点电源架构,可减少主板上的配电损耗,但不能减少处理器与主板之间的互连挑战。随着处理器电流的增大,与处理器的剩余这一小段距离“最后一英寸”(包含主板 导体以及处理器插槽内的互连)现已成了处理器性能和总体系统效率的限制因素。

通过“最后一英寸“供电,严选为服务器生产商提供全新的合封电源技术克服了为高功率处理器进行大电流传输造成的障碍。此举不仅提高了性能、简化了主板设计,更重要的意义是可帮助处理器实现前所未有的性能,从而兑现人工智能等高性能应用。为服务器处理器提供更高的峰值以及超过1000Amps 的平均电流,同时可将主板铜箔和处理器连接电阻锐减50倍,将XPU电源引脚数减少超过10倍。

满足传统多相位负载点稳压器无法满足的挑战

传统多相位电源会限制高功率处理器的完全运行的潜能

更大电流的附加相位会造成高开关频率噪声

从VR 到处理器”最后一英寸”的配电损耗会成倍增加

方案情况和优势

大电流传输通过模块化电流倍增器(MCM) 模块实现,这些模块布置在主板成处理器基板上,与处理器相邻。将MCM 布置在基板上,不仅可最大限度降低PDN 损耗,而且还可减少电源所需的处理器基板BGA 引脚。 LPD 目在支持OCP 加速器模块(OAM) 卡及定制Al加速器卡的供电需求和独特封装。

           

垂直供电(VPD):对于极高的处理器电流, VPD 将电流倍增器模块直接部署在处理器下方,与LPD 相比,这可将 PDN 电阻再降低达10倍之巨。垂直供电的另一项优势是为高速I/O和存储器开放了上层PCB 的电路板面积。 VPD 采用与VicorLPD解决方穿类似的电流倍增器,但将通常部署在处理器下方的高频率旁路电容集成在与MCM 连接的变速器封装中。此外,该变速器还允许对从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。

         

 

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