四大维度持续创新：Vicor助力数据中心算力充分释放

时间：2021-08-08 15:33:11 来源：作者：网络转载

符号幽灵维度

大小：63.3M更新：2020-07-17

分类：解密冒险

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　　随着新一轮科技革命和产业革命的浪潮席卷而来，特别是大数据、人工智能、移动互联网、云计算、5G等新一代信息技术的应用，人类进入数字经济时代。

　　数字化经济蓬勃发展的背后，对于算力提出了更高要求。作为算力载体的数据中心，也必须努力提升功率密度和机柜利用率，实现数据中心系统架构升级。

　　但随着HPC、AI芯片需要的功率增大，为其供电的PDN损耗也随之变大，从而导致电源效率下降。当功率需求得不到满足，计算性能就会显著降低。如何提高数据中心服务器电源转换效率并降低能源损耗，是摆在所有电源供应商面前的难题。

　　作为全球领先的电源供应商，Vicor公司通过在架构、先进拓扑、控制系统、专有的组件及封装等四大维度持续创新，迎接算力中心电源设计的挑战，引领产业不断向前发展。

　　密度效率兼得：助力算力充分释放

　　Vicor高级工程师杨周在接受C114采访时表示，在各种创新业务的推动下，最终用户对于算力的需求是没有止境的。比如，在人工智能领域，需要强大的算力来实现高密集计算。

　　在算力快速提升的背后，对于电流的要求也是水涨船高，而对应的靠电电压则要进一步降低。同时，随着算力芯片制程工艺的持续演进，工艺越先进，对应的晶体管承受的电压就越低。“低电压大电流的需求，对电源设计的挑战会持续存在的，而且会越来越具有挑战性。”

　　低电压大电流所带来的另外一个挑战则是PCB工业设计，为了追求更高的算力和性能，在相当有限的PCB空间内，留给电源设计的空间越来越小。

　　以创新公司Cerebras 为例，其最近发布的晶圆级引擎 (WSE) 被广泛认为是当今人工智能中功能最强大的处理器。WSE由84个处理单元组成，跨越整个晶圆。WSE的额定功率高达 15kW，比原有处理器高出一个数量级，它还需要一种先进的电源架构，可在极大的电流下将电源均匀地应用于每个单元。

　　为了实现这一应用，Cerebras与Vicor合作实施的垂直供电 (VPD) 架构放弃了基板上非常耗空间的传统布线模式，采用了VPD方法，该方法可将供电网络 (PDN) 电阻锐降50%以上，从而可实现更高的整体密度和电源系统效率。

　　杨周指出，此前Vicor的横向供电设计已经让电源与CPU足够接近，而VPD设计可以让电源直接在PCB下方连线CPU，使电源模块更加接近CPU。垂直供电不仅可将供电传输损耗降低90%，同时还最大限度提高了I/O功能和设计灵活性，将最后一英寸的电流损失降到最低。

　　之所以能够做到这一点，与Vicor创新性的分比式架构密不可分。据杨周介绍，Vicor的创新架构将功率转换与稳压两个功能模块进行了分离，特别是通过对第二级功率转换模块的创新，使得Vicor电源更加“自由”，既支持侧面摆放，也可以垂直摆放，在体积、功率密度等几个核心维度都走在行业前列。

　　灵活双向转换：加速48V时代来临

　　在云数据中心领域，主流处理器一直都用来帮助限制电源电路，以便服务器机架能够通过风冷技术经济地散热。在许多方面，制造经济型服务器的主要限制在于：将处理器功率限制在一个易于管理的阈值内，大约不超过200W。但随着人工智能的出现，高级液冷，甚至浸入式冷却技术的接受度越来越高，不仅在高性能计算中如此，在云数据中心中也是如此。

　　Vicor高级现场应用工程师吴际在接受C114采访时指出，在整个电路上提供更大处理功能已经成为行业趋势。吴际表示，与传统12V架构相比，48V母线架构可帮助系统工程师实现可提供更高转换效率、更高功率密度和更低配电损耗的系统设计。

　　“从宏观上讲，48V数据中心服务器基础架构可将能源损耗锐减30%以上，因此很容易理解为什么云数据中心提供商正在加速从12V向48V转换。使用12V基础架构的云服务提供商可以选择部署非隔离式升压转换器，将12V转换为48V，带来超过98%的峰值效率。这可为他们带来更大的灵活性，在他们应对过渡到48V配电时，可充分发挥新一代AI卡的优势。”

　　Vicor正是看到了这样的机会，推出了双向48V/12V转换器NBM2317。该产品最大的特点就是在不依赖外围线路的前提下，实现了高功率密度的48V/12V的自动转换，为云数据中心提供商增加了灵活性：随着基础架构的发展，既可支持其中一项标准，也可两项都支持。

　　Vicor中国销售总监陈新军在接受C114采访时指出，NBM2317的功率密度、产品形态和散热都是创新点，单位瓦数性价比是非常高，大幅提升数据中心的算力性价比。“让AI更加容易落地，更加普惠，供电的解决方案成本要更优，NBM2317无疑是最佳选择。”