數(shù)據(jù)中心母線電壓從12V向48V轉(zhuǎn)變，供電挑戰(zhàn)怎么破?

眾所周知，數(shù)據(jù)中心是地球上的一個耗電大戶。最新的統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，我國數(shù)據(jù)中心每年用電量占到全社會用電量的1.8%。隨著高性能計算及AI技術(shù)的廣泛應(yīng)用，數(shù)據(jù)中心耗電量還在迅猛增長。為了提升算力效率，降低能耗，數(shù)據(jù)中心母線電壓已經(jīng)開始從12V向48V轉(zhuǎn)變，48V成為主流指日可待，這對傳統(tǒng)的供電方式帶來了多方面挑戰(zhàn)。

最近，2019開放數(shù)據(jù)中心峰會(ODCC)在京召開，如何降低數(shù)據(jù)中心能耗，發(fā)展綠色數(shù)據(jù)中心也是大會的一個熱點探討項目。

作為領(lǐng)先的電源供應(yīng)商，Vicor參加了此次峰會，并在現(xiàn)場展示了為當今最具挑戰(zhàn)性的數(shù)據(jù)中心電源問題提供的各種解決方案。Vicor的技術(shù)專家也向行業(yè)媒體詳細介紹了這些電源方案的特色與優(yōu)勢。

首先，服務(wù)器機架電源需求隨高級人工智能運算的加入而急劇增加，HPC/AI的出現(xiàn)使數(shù)據(jù)中心母線電壓轉(zhuǎn)向48V，另外，AI處理器的電流更大，為其供電的PDN損耗也隨之增大。為此Vicor 開發(fā)了可降低配電損耗并提高效率的 48V 解決方案。

以AI處理器電路板的電源設(shè)計為例，由于AI芯片需要大電流，客戶希望為其AI GPU和ASIC提供500A、1V以下的嚴格穩(wěn)壓供電，這就導(dǎo)致了PDN配電損耗，降低了電源效率。

Vicor公司創(chuàng)新地解決了這板上最后一英寸的問題——通過在封裝產(chǎn)品上提供橫向及縱向分比式電源，解決了這一極為艱巨的復(fù)雜難題。

相比傳統(tǒng)的供電方式，Vicor的橫向供電采用了電流倍增器，讓PoP( Power-on-Package)實現(xiàn)高密度、高效率和低噪聲，其典型的PDN電阻可降至50μΩ。而進一步采用垂直供電的合封電源技術(shù)中，典型PDN電阻為10μΩ，當為XPU供電的電流為1000A時，可以大大降低PDN損耗。

此外，Vicor 還展示其雙向 48V 至 12V 及穩(wěn)壓 48V 至 12V 模塊的最新產(chǎn)品，包括新一代普及型 NBM2317 固定比率轉(zhuǎn)換器和 DCM3717 穩(wěn)壓轉(zhuǎn)換器(采用 37x17 毫米封裝，支持高達 900W 的功率)等。這些模塊有助于電源系統(tǒng)結(jié)合 48V 和 12V，為降壓或升壓轉(zhuǎn)換實現(xiàn)最高密度及效率。特別是，當數(shù)據(jù)中心在原有12V母線架構(gòu)內(nèi)想引入AI處理器時可以方便地添加，Vicor的模塊電壓提供了12V與48V總線的靈活橋接。

另外，服務(wù)器機架電源轉(zhuǎn)換需求不斷增加，傳統(tǒng)的風冷技術(shù)正在向液冷發(fā)展。為了應(yīng)對這些挑戰(zhàn)， Vicor 展示了用于 AC 轉(zhuǎn)換的 PowerTablet。

Vicor 的平板電源RFM 是一款三相 AC-DC 轉(zhuǎn)換器模塊，大小和蘋果iPad相當。能夠在 9.4 x 5.9 x 0.6 英寸(24 x 15 x 1.5 厘米)的平板電源配置中輸出 10kW 的穩(wěn)壓 48VDC 電壓。RFM 針對冗余工作集成濾波及內(nèi)建故障保護功能，可提供功率因數(shù)校正的穩(wěn)壓隔離式 DC 輸出。RFM 可通過配置，支持全球范圍200 至 480VAC 的三相 AC 電源。

RFM 纖薄的平板電源設(shè)計可實現(xiàn)極高的功率密度及熱管理靈活性。RFM 平板電源封裝可為高功率服務(wù)器機架的高級散熱(包括液冷散熱)提供良好的散熱管理，充分滿足要求嚴苛的高性能計算以及人工智能推斷與學習應(yīng)用的需求。