数据中心下一代电源解决方案可提高效率，第3部分

让我们来看看顶级电源供应商的一些真正创新的解决方案，这些解决方案可以解决这些问题并回答这些问题。

Vicor 解决方案

出于多种原因，我仍然认为 Vicor 解决方案是 48V 的第一最佳设计架构。首先，他们在 48V 解决方案以及跨数据中心椽子的 380V 传输方面与 Google 密切合作已经有一段时间了。其次，他们为 FPGA 和 DSP 提供 48V 电源已有十多年的历史，在此期间积累了丰富的主板专业知识。第三，他们采用创新的 CHiP 封装热设计，拥有我见过的业内最好的热架构之一(请参阅我两年前在 EDN 上的文章，该文章讨论了这种设计的好处以及在 380V 数据中心传输中的使用设计名为Vicor Corporation CHiP 总线转换器模块。Vicor 早在 2014 年就开始采用这种结构化架构。

营销和业务发展副总裁 Robert Gendron 向我们概述了 Vicor 的数据中心解决方案。2013 年底，Vicor 曾评论说，数据中心设计人员和供应商的主要成本问题是运行所有电子设备所需的功率;服务器、交换机、存储。为什么电源效率对数据中心运营如此重要?因为数据中心必须为此支付两次费用!：

1. 作为公用事业供应商的投入和/或使用绿色技术从环境中收获它的持续成本。

2. 作为他们设备的输出，必须从设备中去除他们操作的热浪费(他们的电子设备效率低下 )。有时这可以回收，但并非没有额外设备的额外成本。

Vicor 参与了今年 DesignCon 上有关 48V 服务器的重要小组讨论。请参阅 Rick Merritt 在EETimes上有关此主题的文章Google，Intel Prep 48V Servers。

一些小组成员讨论了将监管机构放置在靠近处理器的位置所面临的挑战，Vicor 营销和业务开发副总裁 Robert Gendron 强调了 Vicor 已经取得的成就，例如“使用适合放置在处理器插槽附近的 3D 封装”。

Vicor 工程师正在努力使稳压器更靠近处理器，因为他评论说，“未来的版本将使用更密集的封装，可以放置在插座下”。

受人尊敬的小组成员包括 Google 电源组经理 Neil O'Sullivan 和英特尔企业电源解决方案总监 David Figueroa。

当然还有许多挑战需要解决，但 Vicor 已经展示了一些非常有创意和可行的解决方案。

该公司还在设计的其余部分推广 48V，而不仅仅是处理器。GPU、ASIC 或 DDR 也可以使用 50A 至 400A 分比式电源设计，这些电源设计使用可扩展的 PRM/VTM 组件以及 PI3020 数字控制器，如图 8 所示。这样的数字电源解决方案对于连续自适应电源设计可处理这些需要电源快速响应的重负载，以及通过可切换到不同架构模式以在轻负载下保持高效率的自适应电源快速改变轻负载条件。

零电压开关 (ZVS)/零电流开关 (ZCS) 降压稳压器也是 Vicor 产品组合的一部分，可为服务器中的低电流轨提供轨支持。

Vicor 的 100A+ VTM IC 具有 200A turbo 模式，这正是服务器处理器在多相设计中替换多个传统 DRMOS 和电感器级所需要的(参见图 11)。它具有独特的 ZVS/ZCS 谐振正弦幅度转换器拓扑、高度集成的 3D 封装，工作频率为 1.5 MHz。无需超大功率设计，因为该 IC 具有自己的加速模式，可在长达 10 毫秒的周期内提供 2 倍电流传输。。

Vicor 的 48V 直接连接到 CPU 可将 CPU 附近宝贵的空间占用减少 50% 以上，而不会降低性能，因为 PRM 和数字控制器可以放置在非关键板边缘区域。这也有助于简化 CPU I/O 布线，并且 VTM 的低噪声减轻了对 CPU 或数据线附近有任何噪声的担忧。

效率呢?嗯，48V 直接到 CPU 的性能与 12V 到 1V 的传统多相架构相匹配。在传统多相架构中添加 48V 至 12V 级转换器只会降低电源的整体性能。

因此，总的来说，48V 允许更少的布线、拥挤、成本、重量、I 2 R 损耗和能量存储体积。这相当于功率损耗减少 16 倍，电容器体积减少 4 倍。

最后，让我们使用 xy 近场扫描测试快速查看传统多相设计与 Vicor 的 48V 直接到 CPU 设计中的辐射噪声，这表明 VTM 性能与多相相比存在很大差异。