電源模塊與傳統(tǒng)分立器件開發(fā)周期對比

隨著大數(shù)據(jù)、人工智能和云計算等技術(shù)的發(fā)展，處理器呈現(xiàn)出與以往完全不同的發(fā)展方向。包括CPU、GPU、FPGA以及各類AI處理器正在以前所未有的速度提升，性能的極大提升，功耗也隨之大幅提升，再加上服務(wù)器中留給電源等功能的空間越來越小，而開發(fā)周期越來越嚴苛，這都給電源管理帶來了新的技術(shù)挑戰(zhàn)。

“Agility (迅捷)，Efficient (高效率)，Integration (集成化)， Scalable (可拓展)是云計算電源的最主要需求?！盡PS大電流模塊產(chǎn)品經(jīng)理楊恒表示。

楊恒結(jié)合MPS的產(chǎn)品，具體解釋了針對四大需求，電源管理廠商需要做到的創(chuàng)新。

楊恒首先表示，電源的研發(fā)周期需要不斷縮短，尤其是針對加速卡而言，市場窗口很快就會關(guān)閉。當客戶拿到芯片后，再開始通過分立方案，從選型和采購開始，包括環(huán)路補償，設(shè)計布局，布板布線甚至反復(fù)驗證，需要花費數(shù)周時間。而采用電源模塊解決方案，可在兩周內(nèi)完成選型、采購及原理圖設(shè)計，1至3周完成制版和組裝，極大縮短了開發(fā)周期，使客戶可以更專注于差異化的加速卡設(shè)計。

電源模塊與傳統(tǒng)分立器件開發(fā)周期對比

隨著大規(guī)模芯片的內(nèi)核種類越來越多，核心電壓也不完全相同，因此需要各種各樣的電壓軌和輸入電流。其次，對于不同應(yīng)用場景，負載率不同，功耗要求也不同。第三，為了實現(xiàn)更高能效比，主芯片往往會根據(jù)負載及應(yīng)用進行自動功耗調(diào)節(jié)，因此也需要更高的動態(tài)范圍。

楊恒舉例道，比如針對某款FPGA，輸入電壓是0.72V，滿載電流180A。負載 0A-100A跳變時需要di/dt達到100A/μs的速度，同時峰峰值要求不大于±3%的波動。

MPM3695-100 大電流可擴展模塊可滿足高響應(yīng)、大電流的電源需求。采用MPS 獨特的 COT(constant-on-time)以及 MCOT(multi-phase constant-on-time) 控制方法，在動態(tài)的時候可以針對時鐘的頻率進行調(diào)節(jié)，極大地增加動態(tài)響應(yīng)性能，并大幅減少輸出電容的數(shù)量。

如圖所示，通過MPS實測，從32A到128A的跳變，兩個3695-100模塊并聯(lián)，保證了輸出電壓不出現(xiàn)過大的漂移，同時動態(tài)響應(yīng)也足夠快。3695-100最多支持8顆并聯(lián)，實現(xiàn)可伸縮性，客戶可以根據(jù)自身需求靈活配置電源模塊。

同時，電源模塊相比較傳統(tǒng)分立系統(tǒng)來說，極大地降低了復(fù)雜度，包括補償電路，MOS等。通過高集成度，實現(xiàn)了更高的電源密度，減少了PCB的布板面積，非常適合于對面積要求極其苛刻的服務(wù)器或PCIe卡等場合。

針對更高的靈活性而言，業(yè)界首款四路電源模塊 MPM82504 完美地詮釋了這一優(yōu)勢，如圖 2 所示，該產(chǎn)品為四路25A 電源模塊，同時可實現(xiàn)并聯(lián)兩路，三路，四路，也可以多個 MPM82504 模塊并聯(lián)，實現(xiàn)更靈活的輸出組合。其他特性與MPM3695-100類似，支持4V-16V 輸入; 0.5V-3.3V 輸出。

相比MPM3695-100而言，顆粒度更細，因此可以滿足加速芯片的細顆粒度的電源需求。

同時，MPS還推出了雙路12A+雙路5A的電源MPM81204，支持3V 至 16V 輸入電壓，可以支持在12A通道上的0.6V 至 3.3V 輸出電壓，以及兩路5A的輸出通道上的0.6V 至 5V 輸出電壓。

而4路5A MPM54504，支持3.3V至16V 輸入電壓，0.6V 至 5V 輸出電壓，持續(xù)輸出電流是 5A，峰值可以最大到6A。

MPM3690雙路13A電源模塊都包含AB兩個版本，A版本是雙路獨立，B版本是雙路并聯(lián)，可支持更高的電流。

以上產(chǎn)品都針對各路輸出提供不同的時序引腳，可以方便實現(xiàn)時序控制。

除此之外，楊恒強調(diào)MPS在單晶圓生產(chǎn)制造及封裝過程中，采用了眾多自有知識產(chǎn)權(quán)技術(shù)的工藝，從而實現(xiàn)了更高的能效比和更好的散熱性能。

模塊化電源由于其更好的功率密度，更簡化的設(shè)計，更小的尺寸，正在迅速成為市場的熱點。目前MPS除了高功率MPM系列電源模塊之外，還提供mEZ開放式架構(gòu)的電源模塊，針對小批量，功率密度相對較小需求的客戶提供的定制化產(chǎn)品，也可以滿足客戶對于靈活性，設(shè)計便捷的要求。

如今，MPS的電源模塊已經(jīng)被各類云芯片廠商所認可，并成功打入多款產(chǎn)品的參考設(shè)計中。相信未來云計算市場的繼續(xù)發(fā)展，MPS將可以更好地通過高功率密度，高靈活性的產(chǎn)品組合，滿足客戶的需求。