新基建帶來數(shù)據(jù)中心的高速發(fā)展，隨著機器學習、圖片識別，信號處理，仿真引擎等基于大數(shù)據(jù)的AI應用高速增長，傳統(tǒng)的基于CPU 的軟件處理和加速無法滿足新的需求，為了解決數(shù)據(jù)處理的瓶頸問題，賽靈思、AMD、英特爾等廠商提供了很多基于GPU、FPGA，ASIC 等這種加速芯片的加速硬件。

現(xiàn)在，基于數(shù)據(jù)中心和云計算對于加速卡的需求直線上升，這對電源管理帶來了極大挑戰(zhàn)。在此背景下，各類計算加速芯片與加速硬件對其供電系統(tǒng)的性能需求也不斷升級，以電源產(chǎn)品為例，Agility(高響應)、Efficient(高效率)、Integration(集成化)、Scalable(可拓展)正成為加速硬件電源方案的四大發(fā)展趨勢。MPS在2020年全球營收達到8.44億美元，MPS公司為工業(yè)、云計算、汽車提供電機驅動、電源的整體解決方案。在支持云計算中心大功率的電源市場，他們到底有哪些新品和核心優(yōu)勢？近日，MPS大電流模塊產(chǎn)品經(jīng)理楊恒先生在線上媒體發(fā)布會給出了清晰的回答。

MPM3695-100 大電流可拓展模塊出色應對數(shù)據(jù)中心電源挑戰(zhàn)

楊恒表示，加速硬件電源四大趨勢，迅捷、高效、集成化和可拓展性。迅捷內(nèi)含兩層含義：1、電源的解決方案需要高響應速度以適應更大的動態(tài)跳變；2、快速開發(fā)解決方案以適應更短的研發(fā)周期；高效指的是我們需要提供高效率的解決方案，以應對更加緊湊的硬件設計，因為加速卡的設計非常的緊湊，就是它的密度會越來越高，就需要我們提供全集成的模塊化的設計，模塊化的設計會集成電源管理的晶圓、功率管、電感、電容電阻類的被動元件；高集成化就可以極大程度地減少在客戶板上的占板面積；可拓展的電源方案可以更靈活搭配多種加速環(huán)境和應用，考慮大數(shù)據(jù)和人工智能處于加速發(fā)展的過程中，在這種過程中就會涌現(xiàn)出一批之前完全沒有出現(xiàn)過的應用。

傳統(tǒng)的分立電源解決方案從選型和采購開始，不但需要挑選各種器件——驅動芯片、功率管、根據(jù)不同的電感/電容選擇合適的環(huán)路補償，還要考慮相當復雜的原理圖和布局設計，一旦出現(xiàn)差錯，就會產(chǎn)生多次制板的驗證風險。所以，電源模塊的出現(xiàn)，極大縮短了加速硬件的開發(fā)周期。MPS提供的數(shù)據(jù)顯示，與業(yè)界標準的6個月產(chǎn)品開發(fā)周期相比，MPS方案能夠在18周之內(nèi)完成從選型和采購，到原理圖和布局設計，再到制版和組裝的全流程。

楊恒博士以MPM3695-100 大電流可拓展模塊為例，詳細講解新電源模塊如何應對挑戰(zhàn)。

這個電源模塊支持4V-16V 輸入; 0.5V-3.3V 輸出，它可以支持最大100A 的輸出電流。黃框內(nèi)就是一個100A的解決方案，非常的緊湊。MPS把晶圓、功率管控制IC，包括被動元件電感電阻，全都集成在這一個15x30mmBGA的封裝當中，對于外部元件的要求是非常簡潔的，基本上只需要輸入和輸出電容。這款電源產(chǎn)品效率達到90%，通過簡單的信號線連接，可以從一個100A的解決方案拓展到800A，對于加速卡應用非常友好。此外，這款大電流可拓展模塊的顯著的優(yōu)勢就是超高速動態(tài)響應，基于Constant‐on‐Time，在動態(tài)的時候可以針對時鐘的頻率進行調節(jié)，極大地增加我們的動態(tài)響應，去減少輸出電容的尺寸和數(shù)量。還有，高集成化與分立方案相比，可以最多降低70%的占板面積。

多路集成電源模塊靈活應對客戶需求

加速卡市場廠商眾多，需求也有不同，MPS推出了多路集成的電源模塊，以應對市場的多元化需求。這種電源模塊的好處是可以非常靈活地匹配各種不同的加速芯片的應用。MPM82504就是這款產(chǎn)品代表。

這款模塊是業(yè)界首款四路25A可拓展的電源模塊。它支持4V-16V 輸入; 0.5V-3.3V 輸出；它的最大優(yōu)勢是這個模塊提供了四路25A的輸出電流，并且可以任意并聯(lián)，任意并聯(lián)指的是四路之間可以并聯(lián)，同時模塊與模塊之間也可以并聯(lián)，這種靈活的解決方案就非常好地適應了高速發(fā)展的加速卡應用的環(huán)境，可以非?？斓剡m應不同的應用，同時可以通過片間并聯(lián)來達到和MPM3695-100一樣的最多800A的輸出電流。

在多路輸出的電源模塊的系列當中，MPS分為雙路輸出和四路輸出，雙路輸出這次MPS推出了3款產(chǎn)品：3690-20A、3690-30A還有3690-50A。4路輸出的電源模塊MPM54504，這是一款路5A的電源模塊。

楊恒博士談到，MPS大功率電源方案有四大優(yōu)勢：一、MPS擁有自己的IC設計、晶圓廠，在電源芯片設計何成本上都有優(yōu)勢；二、在性能上，特別是高效率和高動態(tài)上，MPS相對其他競爭對手有優(yōu)勢，比如高效率，MPS采用針對power IC來優(yōu)化過的工藝，它能提供比較高的效率；三、快速動態(tài)響應， MPS擁有獨特的COT的控制方案，這種控制方案會提供動態(tài)的效率，令其電源產(chǎn)品在性能上具有極大的優(yōu)勢。四、MPS和加速芯片的生產(chǎn)廠家深度合作，MPS網(wǎng)站上有針對各類加速芯片的完整參考設計，這種參考設計都是經(jīng)過加速芯片廠家驗證過的。

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