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各种创新业务的推动下终用户对于算力的需求是没有止境的

作者:苏小糖    来源:C114通信网   发布时间:2022-01-30 17:35   阅读量:10921   

伴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

但伴随着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,伴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 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 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 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但伴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:伴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

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