本文作者：DOIT傳媒 謝世誠

固態(tài)硬盤（SSD）憑借讀取速度快、能耗低、數(shù)據(jù)安全性高等優(yōu)勢，不斷搶占存儲市場。尤其企業(yè)級SSD（eSSD），因嚴(yán)苛品控及數(shù)據(jù)中心多級斷電保護(hù)，看似安全無憂。但意外斷電時數(shù)據(jù)未及時存入SSD，或頻繁熱插拔產(chǎn)生瞬間高壓與浪涌電流，仍會導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失，給AI、金融、電信、互聯(lián)網(wǎng)等依賴數(shù)據(jù)中心的行業(yè)帶來巨大損失。

作為深耕斷電保護(hù)（PLP）領(lǐng)域多年、業(yè)內(nèi)首家提供集成PLP功能的PMIC解決方案的供應(yīng)商，Qorvo憑借技術(shù)和經(jīng)驗優(yōu)勢，可助力客戶消除上述擔(dān)憂。

AI應(yīng)用需求劇增， Qorvo在PLP領(lǐng)域脫穎而出

隨著AI技術(shù)的爆發(fā)式增長，全球數(shù)據(jù)中心正加速向大規(guī)模、高性能方向演進(jìn)，數(shù)據(jù)中心規(guī)模呈指數(shù)級擴(kuò)張。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，2024年全球AI服務(wù)器出貨量同比增長46%，市場規(guī)模超過1870億美元，占服務(wù)器市場總規(guī)模的65%。預(yù)計今年年底，全球AI服務(wù)器市場規(guī)模將達(dá)到2980億美元，占整個服務(wù)器市場總規(guī)模的70%以上。

AI服務(wù)器的快速增長推動著eSSD需求以驚人的速度上升，單臺服務(wù)器甚至產(chǎn)生上千塊eSSD的需求。TrendForce數(shù)據(jù)顯示，2024年AI相關(guān)SSD的采購容量突破45EB，未來幾年，AI服務(wù)器有望帶動SSD需求年增率平均超過60%。

Qorvo應(yīng)用經(jīng)理張俊岳

“如果每塊SSD都搭配PMIC實現(xiàn)掉電保護(hù)、守護(hù)數(shù)據(jù)完整性，這就意味著一個巨大的市場。這也為Qorvo在AI數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域帶來廣闊發(fā)展空間。”據(jù)Qorvo應(yīng)用經(jīng)理張俊岳介紹：“我們的解決方案有全方位的保護(hù)功能，軟件層面，當(dāng)監(jiān)測到輸入輸出電壓異常，溫度超標(biāo)等硬件指標(biāo)問題時會有預(yù)警或錯誤標(biāo)識寄存器供主控訪問，或通過GPIO口以中斷形式告知主控，讓其發(fā)出保護(hù)系統(tǒng)相關(guān)指令。硬件層面，當(dāng)檢測到上述指標(biāo)問題，系統(tǒng)會立即切斷供電連接，這樣既能保護(hù)芯片自身，也能避免后端設(shè)備受到故障影響。此外輸入異?；騟FUSE過流還會觸發(fā)PLP備電工作以保證系統(tǒng)有足夠時間備份數(shù)據(jù)。”

Qorvo斷電保護(hù)原理及方案優(yōu)勢

Qorvo的PLP技術(shù)在輸入正常時給儲能電容充電，輸入能量丟失后，存儲能量在毫秒級接管電路并維持工作，為SSD主控及緩存提供充足時間備份數(shù)據(jù)，保證數(shù)據(jù)完整性。

傳統(tǒng)分立式元件搭建的SSD盤，閃存顆粒、DRAM、主控和電容等各模塊需獨(dú)立電源供電，加上PLP保護(hù)芯片，至少五路電源，結(jié)合大量外圍元器件，對布板空間要求高，壓縮存儲顆粒面積，影響數(shù)據(jù)存儲密度，增加采購管理難度、質(zhì)量管控風(fēng)險和成本。

Qorvo將PLP功能集成到電源管理芯片（PMIC）上，效果顯著：

提供通用型輸入輸出General-purpose input/output，GPIO）接口，不僅讓芯片調(diào)配時序、電壓等功能變成更加容易，而且系統(tǒng)或者芯片監(jiān)測到任何過溫或者過流、過壓的出錯信息通過GPIO以中斷信號的形式發(fā)送給主控，避免后續(xù)發(fā)生故障。

利用I2C通信協(xié)議操作寄存器，實時編輯時序，精準(zhǔn)控制每一路電路延時，滿足DRAM各模塊啟動、斷電時序要求，這是分立式元件難以實現(xiàn)的。

開發(fā)時間顯著縮短，因為客戶在需要更改電壓，電流，時序，GPIO等功能時，可以通過簡單地重新編輯我們集成電路（IC）默認(rèn)功能并重新測試來實現(xiàn)。離散解決方案通常需要進(jìn)行布局更改以測試這些系統(tǒng)級更改。

很顯然，集成PLP功能的PMIC解決方案可優(yōu)化外圍器件布局，降低元器件數(shù)量，提升工程師設(shè)計調(diào)試效率，簡化元器件便于質(zhì)量管控和采購管理，釋放DRAM顆粒存儲空間，提升存儲密度。張俊岳表示：“Qorvo在做高度集成化方案領(lǐng)域深耕15年，積累了相關(guān)技術(shù)進(jìn)而促成小型化設(shè)計和集成，并領(lǐng)先同行?！?/p>

兩款產(chǎn)品ACT85411和ACT85611架構(gòu)

Qorvo在集成PLP功能的PMIC解決方案中包含了ACT85411和ACT85611兩種型號產(chǎn)品，這是Qorvo首代集成PLP產(chǎn)品。張俊岳指出，Qorvo根據(jù)客戶小型化與提升存儲密度的市場要求，率先定義出這兩款領(lǐng)先產(chǎn)品，成為業(yè)界首家提供PLP和PMIC集成方案的公司。

展示圖中間的功能塊展示了所有資源。上方背靠背的eFuse開關(guān)，用于針對eSSD在熱插拔應(yīng)用時的浪涌限制及前級電路保護(hù)。張俊岳強(qiáng)調(diào)，熱插拔是eSSD應(yīng)用的必須項，數(shù)據(jù)中心眾多機(jī)柜、服務(wù)器中的SSD盤故障更換時，會產(chǎn)生瞬間高壓與浪涌電流。Qorvo的eFuse智能控制上升軟啟動斜率，將浪涌電流控制在合理范圍，保護(hù)芯片及下游設(shè)備。

左側(cè)是PLP電路部分，正常工作時存儲輸入能量到電容，輸入電源丟失后，存儲電量立刻正常放電維持運(yùn)行。下方是GPIO口，提供豐富GPIO資源配制各種模式。右側(cè)相當(dāng)于PMIC部分，包括DCDC電路，如Buck降壓或Boost升壓，為后級Flash、I/O供電。

ACT85611包含四個高效降壓調(diào)節(jié)器（三個4A和一個2A），輸出電壓范圍0.6-5.26V；一個用于內(nèi)部電路和外部負(fù)載（最高100mA）的低電流降壓調(diào)節(jié)器（BuckVCC）；一個支持300mA、輸出電壓可調(diào)范圍0.6-3.75V的低壓差線性電源芯片（LDO）；以及一個提供10.8-13.2V輸出的1A升壓調(diào)節(jié)器。

ACT85411具備兩個輸出電壓范圍0.6-5.26V的10A降壓調(diào)節(jié)器；一個用于內(nèi)部和外部負(fù)載（最高200mA）的5V固定低電流降壓調(diào)節(jié)器；以及一個輸出電壓范圍9.6-16V的1A升降壓調(diào)節(jié)器。

這兩款產(chǎn)品針對eSSD這一具體應(yīng)用而設(shè)計。但由于其均具有非常好的可編程性以及靈活性，里面有大量的寄存器可以配置，可以將其通過寄存器的配置應(yīng)用到其他一些需要PLP的領(lǐng)域。比如虛擬現(xiàn)實的頭戴式顯示設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備，工業(yè)控制等。

集成PLP功能PMIC解決方案的領(lǐng)先優(yōu)勢

集成的PLP電路可確保在斷電瞬間迅速為系統(tǒng)提供備電，維持系統(tǒng)短暫運(yùn)行，保障數(shù)據(jù)備份完整；熱插拔保護(hù)功能則有效應(yīng)對數(shù)據(jù)中心頻繁的插拔操作帶來的瞬間高壓與浪涌電流，保護(hù)芯片及下游設(shè)備，在AI數(shù)據(jù)中心等應(yīng)用場景中優(yōu)勢明顯。張俊岳細(xì)數(shù)了集成PLP功能PMIC解決方案的若干優(yōu)勢。

高度集成性：Qorvo將多功能集成在小芯片中，消除電路板上數(shù)十個離散元件，顯著減少物料清單（BOM）項目數(shù)量，降低成本。

高可靠性：集成電容健康監(jiān)測功能，實時監(jiān)測電容健康狀況，及時提醒更換，提高系統(tǒng)可靠性。

領(lǐng)先電容容量量測精度：量測精度提高，減少存儲電容數(shù)量使用，節(jié)省成本，尤其是在高壓存儲電容價格高昂的背景下。

多種可配置GPIO口：可配置系統(tǒng)Reset和主控間通訊、中斷輸出錯誤信息、調(diào)試輸出電壓及時序等，使芯片易應(yīng)用于不同SSD盤，無需額外布板更改或器件更換。

優(yōu)化動態(tài)響應(yīng)性能：優(yōu)化給SoC供電的電源軌動態(tài)響應(yīng)性能，大量數(shù)據(jù)吞吐期間維持電壓穩(wěn)定，間接提升數(shù)據(jù)傳輸率。

ACT85411以及ACT85611已經(jīng)量產(chǎn)并獲得了市場認(rèn)可，用戶可通過Mouser、RFMW、Digikey等Qorvo的代理商或電商渠道訂貨，為各類AI數(shù)據(jù)中心的安全運(yùn)營保駕護(hù)航。

目前，Qorvo已經(jīng)與多家頭部SSD廠商達(dá)成合作，產(chǎn)品在實際應(yīng)用中表現(xiàn)優(yōu)異，客戶紛紛反饋好評。

值得一提的是，Qorvo不僅僅提供芯片而且提供基于芯片應(yīng)用的一整套支持，包括數(shù)據(jù)手冊、評估板使用手冊、以及和評估板配套的軟件GUI、燒錄器等，助力工程師的設(shè)計過程，加快客戶產(chǎn)品推向市場。

技術(shù)拓展：從SSD領(lǐng)域到多行業(yè)應(yīng)用

SSD是廣泛且具市場潛力的閃存存儲技術(shù)。集成PLP的PMIC方案不僅在eSSD 領(lǐng)域表現(xiàn)出色，還可通過簡單編輯編程，應(yīng)用于其他需掉電保護(hù)功能的領(lǐng)域。Qorvo配合數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)鏈下數(shù)據(jù)存儲方案廠商需求，圍繞邊緣算力、網(wǎng)絡(luò)連接端口、光模塊產(chǎn)品等提供設(shè)計方案。

后續(xù)Qorvo將持續(xù)關(guān)注存儲市場，積極跟進(jìn)用戶新需求，保持行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者地位。