解决AI时代服务器机架散热难题 Vicor推出48V三相超薄平板电源

10月16日，“2018开放数据中心峰会”在北京国际会议中心隆重开幕。和往年一样，会场大咖云集，包括百度、腾讯、阿里巴巴、中国移动和英特尔等来自各领域的5,000余位代表出席了大会。已经来临的AI时代对数据中心的新需求毫无悬念的成为了本次大会最热门的话题。

Vicor副总裁Robert Gendron在峰会上发表了题为《电源技术在云数据中心的发展与演进》的精彩演讲，介绍了AI在云计算领域的发展和对供电的需求。Robert Gendron表示：“AI的能耗需求正在改变传统的电力输送方式，同时也引发了对传统的服务器机架和服务器板级设计的重新思考。更高的功率等级带来了更高的电压分布和更高的功率密度。集成度更高、采用扁平化的设计解决方案更能满足AI对功率转化的需求。”

图：Vicor副总裁Robert Gendron在ODCC峰会上发表主题演讲

CPU、GPU和越来越普及的FPGA器件的功耗是数据中心整体功耗的主要组成部分。在人工智能、云计算、机器学习和大数据等数据密集型应用的推动下，处理电源的需求不断增长，因此数据中心的功耗和热生成量也在不断增加。据预测，2025年，服务器机架的功耗水平将达到250KW。

图：服务器机架功率水平将大幅上升

数据中心基础架构将电源分配到服务器机架，然后通过处理器稳压器 (VR) 为处理器提供功率。随着半导体技术和电源管理方案的不断发展，VR性能得到了持续提升。这些VR性能的提升为一代又一代CPU及其不断增长的功率需求提供了支持。Vicor的解决方案不仅可实现 48V 配电架构，同时还能实现最高密度及最高效率的电源设计，这对目前已应用于端计算和云计算的高级AI处理器至关重要。大会主持人腾讯IDC技术中心总监朱华，听了Vicor的演讲后表示，有了Vicor的48V 供电方案，解决了数据中心的功率密度进一步提升的燃眉之急。

作为最早支持48V架构的电源厂商之一，Vicor提供完整的隔离式与非隔离式 48 V 电源组件产品线，与传统的12V机架系统相比功耗损失降低 30%。此次峰会，Vicor展示的外观像iPad一样纤薄的新产品吸引了大家驻足围观。Robert Gendron和Vicor产品市场总监Ian Mazsa、亚太区市场营销副总裁Eric Wong、中国区商务拓展经理Justin Chen等多位技术专家向21IC记者介绍了这款新产品的技术优势。这款9.4 X 5.9 X 0.6英寸超薄设计的AC-DC 转换器模块(RFM)PowerTablet可提供10kW的稳压48VDC。RFM可通过配置，支持全球范围200~480VAC的三相AC电源，其功率密度达到组件层面300W/in3，是传统3相位ACDC解决方案的4倍。

图：Vicor展出了10kW AC-DC 转换器模块PowerTablet和浸入式散热系统解决方案

这种独特的封装设计实现了前所未有的空间利用率及热管理灵活性。RFM的一大亮点是支持浸入式散热系统。Google数据中心副总裁Joe Kava曾表示，前两代谷歌张量处理单元能够用传统的风冷技术应付，而第三代则不同。传统AC电源通常只适合风冷系统，表面轮廓不规则，热量分布不均匀。RFM 经过精心设计，可轻松集成在高级散热系统中，包括液冷(冷却板安装)和液浸散热系统。据了解，Vicor此次展出的PowerTablet浸入式散热系统解决方案采用了3M公司的介电绝缘液，功率密度可以进一步提高。

图：RFM 提供一个理想的机械接口，可通过片状外形散热，提供表面积与体积的高比

如下图所示，并行工作的四个RFM可在仅1U的机架空间内提供40KW的功率。RFM 可也分布在整个机架体中，能够在机械和散热解决方案中实现更高的自由度，充分满足要求严苛的高性能计算以及人工智能推断与学习应用的需求。

图：无论AI机架还是分布式机架的，RFM的空间利用率更高

除此之外，RFM针对冗余工作整合滤波与内建故障保护功能，可提供一组功率因数校正的稳压、隔离式 DC 输出。通过与 Vicor 48V 合封电源 (PoP) 及 48V 直接至负载点解决方案相结合，RFM 能够实现从三相 AC 到负载点上 1V 以下 AI 处理器的各种高密度、高效率的端到端电源系统解决方案，有效的解决了最后一英寸的问题。

为了大幅降低数据中心电力损失、占用空间及冷却设备成本，Google早在2009年就开始评估传统12V供电的替代方案，并在2010年正式着手进行48V机架电力配送开发。过去几年，包括Google在内的互联网巨头已大规模设计并使用48V基础设备，包括48V伺服器至负载点设计，及机架层级48V锂电子不断电系统。此次峰会的主题演讲中，百度系统部执行总监侯震宇表示：在高功率的供电和冷却上，百度已经引入了48V供电的技术以及液冷技术。Vicor全新的支持浸入式散热系统的10kW 48V PowerTablet正满足了数据中心的最新需求。

作为电源厂商，如何应对未来 AI带来的功率密度挑战呢?Robert Gendron表示，AI时代，我们面临的最大问题将是设计周期的进一步缩短。我们唯有从架构、技术、封装多维度的持续创新，才能让电源方案跑赢处理功耗水平的提升。

回想几天前，拥有150余项美国发明专利的Vicor首席执行官 Patrizio Vinciarelli 凭借“在为分布式电源系统应用开发高效、高功率密度的电源转换组件过程中所表现出的极具远见卓识的领导才能”获得 2019 年 IEEE William E. Newell 电力电子大奖。创新可谓是Vicor产品的DNA。期待更多创新电源方案，让AI时代服务器机架散热不再有后顾之忧。

为了满足业务快速增长，Vicor于2018年第四季度开始进行产能扩张。据悉，扩大产能将从第四季度的增加生产设备开始，在Vicor总部安多佛现有22,000平方米的工厂内部署新设备，将其产能增加至大约5亿美元的年收入。下一个扩大产能项目，将在现有工厂大约8400平方米的延伸区域内部署新生产线，预计2020年第一季度开始动工建造。 同时，为了顺应市场发展，以及更加快速地响应客户的需求，Vicor正计划在亚洲设立工厂，很大可能性与现有合作伙伴共同合作进行。