设计一种独立的功耗测量方案，可与任何厂商的M.2 AI加速模块配合使用

时间：2026-07-20 13:08:10

关键字：适配器稳压器 ATX 电源

[导读]目标是确定一种可靠的功耗测量解决方案，以便我们能够将其应用于其他厂商的M.2 AI加速器，这些加速器本身不具备内置的功耗测量功能。

目标是确定一种可靠的功耗测量解决方案，以便我们能够将其应用于其他厂商的M.2 AI加速器，这些加速器本身不具备内置的功耗测量功能。

功率测量解决方案

有几家公司在不同价格范围内提供电力测量解决方案。

大多数采用与Hailo相同的技术：测量分流电阻两端的电压/电流降。为了将该电路接入现有系统，解决方案提供了具备电源插入功能的适配器。

Quarch

Quarch 解决方案基于一个电源分析模块(PAM)，该模块可连接至各种 PCIe 和/或 M.2 接口设备。

除了功率测量外，该解决方案还具备发电和故障注入等附加功能。所有这些功能均以高价提供：

•动力分析模块(PAM)：约1,500至2,500磅

•PCIe插槽M.2电源注入装置：约300-600磅

这个方案超出了我的预算，但仍然有必要提一提。

ElmorLabs

ElmorLabs 提供的解决方案可兼容标准 ATX 电源。

他们提供与ATX24、EPS和PCIe电源线连接的电源测量板，同时还提供PCIe电源插入模块，用于测量PCIe插槽的电源。

尽管ElmorLabs不支持M.2插槽，但其PCIe电源插入模块可与PCIe转M.2适配器配合使用，适用于我们的应用场景。

•ElmorLabs PMD2：99美元

•PMD PCIe 4.0 电源测量适配器：30 美元

•PCIe转M.2适配器(通用型)

这个方案价格适中，所以我决定尝试一下。

定制 INA 电路

使用INA器件创建类似Hailo的定制电路似乎是最佳解决方案。

有几家供应商销售基于INA的电路，这些电路旨在集成到更大的系统中：

•Adafruit INA228 I2C 电源监测器

•Adafruit INA23x 直流电流电压功率监测器

这些模块成本效益最高，但仅是解决方案的一部分，还需要进一步的调查和规划。

组装系统

我第一次尝试时，选择了ElmorLabs的解决方案。

这涉及几个步骤，我已在下图中进行了说明：

首先，需要将 ElmorLabs PMD2 串联连接在电脑电源供应器和主板之间。

其次，需要将 ElmorLabs PMD PCIe 电源测量适配器连接在电脑的 PCIe 插槽与我们的 M.2 AI 加速模块之间。

将PMD2连接到我们的ATX电源

这一步相当繁琐，需要剪掉所有方便的绑带，这些绑带原本能保持我的ATX电脑内部线缆整洁。

将我们的M.2模块连接到PCIe电源插入适配器

ElmorLabs PMD PCIe电源测量适配器可从外部12V电源供电(通过标准PCIe线缆连接ATX电源提供)。

•PMD PCIe 4.0 电源测量适配器

以下每个电压轨均可从主SLOT获取电源，或来自外部(EXT)12V电源：

•12V：直接来自SLOT或EXT的12V电源

•3V3 / 3V3(AUX)：直接从SLOT供电，或通过由EXT 12V驱动的板载3.3V稳压器(2A)供电

正如我们将在接下来的部分中看到的，由于该车载3.3V稳压器的电流限制约为2A(未在文档中说明，这是我的推测)，有时可能无法满足需求。

•Hailo-8：3.3V(2A)足以满足运行需求

•高功率M.2模块：3.3V(2A)可能不足——我观察到至少有一个模块在由PMD内置的3.3V稳压器供电时无法被识别。

选择合适的PCIe转M.2适配器

您会找到的较简单的PCIe转M.2适配器模块，只需将PCIe的3V3电源轨连接到M.2接口即可。

•UGreen PCIe转M.2适配器

更复杂且昂贵的PCIe转M.2适配器模块会从主12V电源重新生成3V3供电轨。

这款来自JEYI的电源可输出3.3V电压，最大电流达6A。

•JEYI PCIe 5.0转M.2适配卡

根据所测量的M.2 AI加速器不同，可能存在两种策略，两者均涉及内置的3.3V稳压器。

左侧的策略使用了ElmorLabs PMD内置的3.3V(2A)稳压器为M.2插槽供电。该方案适用于低功耗的Hailo-8模块，但不适用于我测试过的高功率模块。

右侧的策略使用JEYI内置的3.3V(6A)稳压器为M.2插槽提供3.3V电源。

在这两种情况下，电源均来自外部12V供电，该电源由电源供应器的PCIe1线缆提供，并由PMD2进行测量。

由于我的目标是测量多个AI加速器的功耗，因此我选择了带3.3V(6A)稳压器的PCIe转M.2适配器。

使用 mb-powermon.py 测量 Hailo-8 功率

ElmorLabs PMD2 Python API 可在 GitHub 上获取：

•ElmorLabs/PMD2-Python

为了进行测试，我在 mb-powermon.py 工具中添加了对 PMD2 探针的支持。

•AlbertaBeef/mb-powermon

第一步是克隆我开源的电源监控工具仓库。

在 hailo 容器内安装“pyserial” Python 包。

请确保您有权访问PMD2(连接到电脑时，该设备将显示为/dev/ttyACM0)

接下来，我们可以按照以下方式启动此工具：

如果我们在 Hailo 容器内的另一个控制台中重新运行 hailortcli 工具：

注意：您可能会发现 hailortcli 报告的平均值和最大值为零或完全相同(例如 0W、4.31512 == 4.31512)。如第一部分所述，这是两个应用程序同时读取 Hailo 功率 API 时出现的总冲突或部分冲突的特征——这正是当前情况，因为 mb-powermon.py 同样在轮询该 API 进行比对。我在第一部分中已建议避免这种情况，而此处我特意这样做，只是为了将两组测量结果叠加在同一图表上。显示的 Hailo 值应视为近似参考值，而非真实数据。若要获得准确的 Hailo 测量结果，请仅运行 hailortcli，如第一部分所示。

在此运行期间，您将看到类似以下内容(视频以10倍速播放)：