新基建帶來數(shù)據(jù)中心的高速發(fā)展，隨著機(jī)器學(xué)習(xí)、圖片識別，信號處理，仿真引擎等基于大數(shù)據(jù)的AI應(yīng)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(jì)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(jì)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(yīng))、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(dá)到8.44億美元，MPS公司為工業(yè)、云計(jì)算、汽車提供電機(jī)驅(qū)動(dòng)、電源的整體解決方案。在支持云計(jì)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?xiàng)詈阆壬诰€上媒體發(fā)布會(huì)給出了清晰的回答。

MPM3695-100 大電流可拓展模塊出色應(yīng)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(yīng)速度以適應(yīng)更大的動(dòng)態(tài)跳變；2、快速開發(fā)解決方案以適應(yīng)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(yīng)對更加緊湊的硬件設(shè)計(jì)，因?yàn)榧铀倏ǖ脑O(shè)計(jì)非常的緊湊，就是它的密度會(huì)越來越高，就需要我們提供全集成的模塊化的設(shè)計(jì)，模塊化的設(shè)計(jì)會(huì)集成電源管理的晶圓、功率管、電感、電容電阻類的被動(dòng)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(yīng)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(huì)涌現(xiàn)出一批之前完全沒有出現(xiàn)過的應(yīng)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(qū)動(dòng)芯片、功率管、根據(jù)不同的電感/電容選擇合適的環(huán)路補(bǔ)償，還要考慮相當(dāng)復(fù)雜的原理圖和布局設(shè)計(jì)，一旦出現(xiàn)差錯(cuò)，就會(huì)產(chǎn)生多次制板的驗(yàn)證風(fēng)險(xiǎn)。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(biāo)準(zhǔn)的6個(gè)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(shè)計(jì)，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(xì)講解新電源模塊如何應(yīng)對挑戰(zhàn)。

這個(gè)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(gè)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(dòng)元件電感電阻，全都集成在這一個(gè)15x30mmBGA的封裝當(dāng)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(dá)到90%，通過簡單的信號線連接，可以從一個(gè)100A的解決方案拓展到800A，對于加速卡應(yīng)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(dòng)態(tài)響應(yīng)，基于Constant‐on‐Time，在動(dòng)態(tài)的時(shí)候可以針對時(shí)鐘的頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)，極大地增加我們的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(gè)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(shí)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(yīng)了高速發(fā)展的加速卡應(yīng)用的環(huán)境，可以非?？斓剡m應(yīng)不同的應(yīng)用，同時(shí)可以通過片間并聯(lián)來達(dá)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(dāng)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(shè)計(jì)、晶圓廠，在電源芯片設(shè)計(jì)何成本上都有優(yōu)勢；二、在性能上，特別是高效率和高動(dòng)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(dòng)態(tài)響應(yīng)， MPS擁有獨(dú)特的COT的控制方案，這種控制方案會(huì)提供動(dòng)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(shè)計(jì)，這種參考設(shè)計(jì)都是經(jīng)過加速芯片廠家驗(yàn)證過的。

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