剛剛落幕的開放數據中心峰會（ODCC）上，人工智能、機器學習和大數據挖掘等高性能計算應用成為最熱門的話題。而高性能計算應用的發(fā)展對數據中心CPU/GPU/ASIC（XPU） 工作電流的需求不斷提高，已達到數百安培。

目前，數據中心能耗占了全球用電量的2%。工信部《國家綠色數據中心試點工作方案》顯示，近年來我國數據中心發(fā)展迅猛，總量超過40萬個，年耗電量超過全社會用電量的1.5%，阿里巴巴發(fā)言人提到的一款3U GPU服務器的功耗就已高達3.2KW，數據中心的節(jié)能降耗迫在眉睫。

作為最先推出48V至負載點模塊的廠商，Vicor的數據中心供電方案已經贏得了包括IBM在內的多家客戶，大規(guī)模應用于從48V直接為XPU供電的主板中。Vicor所采用的分比式電源架構通過前置穩(wěn)壓模塊（PRM）提供接近 48V 的穩(wěn)壓輸出電壓，電壓轉換模塊（VTM）提供超高效率的電壓／電流轉換，為負載點供電。相對傳統(tǒng)的12V架構，其能源效率能夠提高30%。

圖：采用分比式電源架構的 Vicor 48V方案

雖然毗鄰XPU放置的大電流負載點電源架構可降低主板內的配電損耗，但無法解決 XPU 和主板之間的互連難題。在分比式電源架構的基礎上，Vicor憑借在封裝創(chuàng)新方面的豐富經驗和技術優(yōu)勢，又針對高性能、大電流的XPU處理器推出了合封（Power on Package）模塊化電流倍增器（MCM）。這種設計有效降低了包括主板PCB以及 XPU 插座內的互聯(lián)等負載點與 XPU 之間“最后一英寸”的能耗，進一步提升了XPU的系統(tǒng)效率。

據VICOR 亞太區(qū)董事總經理、市場銷售副總裁黃若煒介紹，大部分現有的 XPU 將其 25% 的引腳用于電源輸入，特別是當其電流超過 200A時，這一數字還將進一步增加。Vicor 合封供電方案不僅可以減少 XPU 插座的引腳數，還因為消除了PCB及封裝中的諸多阻抗，有效減少從主板向 XPU 供電的損耗，從而可增大電流供給，同時提高系統(tǒng)性能，如擴展I/O 功能等。

圖：對比現有XPU供電模式（左）與Vicor合封供電方案（右）

創(chuàng)新的合封MCM可與XPU內核一起封裝在 XPU基板中。如下圖所示，合封在 XPU 基板（位于 XPU 封裝蓋下或側面）上的MCM 由來自基板外的模塊化電流驅動器（MCD）驅動，實現電流倍增，如1:64的電流倍增。MCD實現了Vicor分比式電源架構中前置穩(wěn)壓模塊和部分電壓轉換模塊的功能，置于主板上，支持高帶寬和低噪聲，不僅可驅動 MCM實現電流倍增，而且還可為 XPU 提供精準電壓調節(jié)。

圖：通過對XPU封裝供電的實例

現已推出的合封解決方案包含兩個 MCM 和一個 MCD，可為 XPU 提供高達 320A 的穩(wěn)態(tài)電流，峰值電流可達 640A。采用正弦幅值變換器的MCM由于采用零電壓零電流軟開關技術，實現業(yè)界最低的噪聲水平。由于MCD和MCM之間的電流極大減少，它們之間的互連導通損耗降至10%。此外，這一方案還包括簡化了主板設計， XPU 動態(tài)響應所需的儲能電容也大幅減少。

VICOR市場與商務拓展副總裁Robert Gendron表示，繼現已提供樣品的兩款最新的合封電源器件，MCM3208S59Z01A6C00 模塊化電流倍增器和MCD3509S60E59D0C01 模塊化電流驅動器之后，這一系列還將陸續(xù)推出更豐富的產品組合，滿足不同能耗水平、不同封裝尺寸，甚至不同行業(yè)應用的需要。由于要封裝在XPU內部，Vicor已經和多家CPU、GPU及ASIC廠商展開更為緊密的合作，同時提供標準產品以及定制化方案，為其下一代XPU帶來更高能效。展望未來，Gendron透露，MCM產品將能夠提供出1V以外，不同的電壓輸出。

中國信息通信研究院數據顯示，2016年中國IDC市場規(guī)模達到720億元左右，同比增長40%左右，伴隨著中國制造2025、兩化融合、云計算、大數據等國家戰(zhàn)略的實施，數據計算存儲需求持續(xù)高漲，預計未來幾年我國數據中心產業(yè)仍將保持快速增長。

過去 10 年，Vicor 一直致力于為數據中心提供更高能效的創(chuàng)新方案。在提高電源系統(tǒng)密度和成本效益的同時，平均每兩年便可將損耗降低 25%。最新的Vicor合封電源方案不僅可提高性能，簡化主板設計，還可讓XPU在人工智能時代以最大的潛能運行。