Vicor：追逐創(chuàng)新步伐，直面技術(shù)挑戰(zhàn)

焦旭

近年來，在IT技術(shù)與趨勢的急劇變化下，數(shù)據(jù)中心也隨之面臨諸多挑戰(zhàn)。高密度數(shù)據(jù)中心已經(jīng)成為企業(yè)必須面對的課題。當(dāng)數(shù)據(jù)中心單一機(jī)柜機(jī)架功率密度每年不斷增長已成趨勢時(shí)，企業(yè)勢必得找到更有效的方法來面對電力、冷卻與空間的挑戰(zhàn)。

隨著人們對服務(wù)的要求愈益嚴(yán)苛，數(shù)據(jù)中心必須想方設(shè)法滿足消費(fèi)者7×24小時(shí)可用性的期望。服務(wù)器數(shù)量不斷增長，更多的運(yùn)算能力與資源也被收納在越來越小的機(jī)柜中，從微型服務(wù)器、刀鋒服務(wù)器到超大規(guī)模服務(wù)器以及用來實(shí)現(xiàn)更彈性框架的組合式基礎(chǔ)架構(gòu)，都是因應(yīng)此需求發(fā)展而誕生的解決方案。更高密度的服務(wù)器意味著單臺(tái)服務(wù)器需要更高的功耗，隨著全球?qū)δ茉聪牡娜遮呹P(guān)注，企業(yè)也開始認(rèn)真看待能源效率議題以及環(huán)保責(zé)任。

Vicor公司副總裁Robert Gendron在2018年北京開放式數(shù)據(jù)中心委員會(huì)（ODCC） 峰會(huì)上發(fā)表了題為《電源技術(shù)在云數(shù)據(jù)中心發(fā)展和演進(jìn)》的演講。

Robert Gendron指出，CPU功耗是數(shù)據(jù)中心整體功耗的主要組成部分，同時(shí)CPU的功率也在持續(xù)地提升。數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)架構(gòu)將電源分配到服務(wù)器機(jī)架，然后通過處理器穩(wěn)壓器 （VR）為處理器提供功率。隨著半導(dǎo)體技術(shù)和電源管理方案的不斷發(fā)展，VR性能得到了持續(xù)提升。這些VR性能的提升為一代又一代CPU及其不斷增長的功率需求提供了支持。

然而，在人工智能、云計(jì)算和大數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用的推動(dòng)下，處理器電源的需求不斷提升，數(shù)據(jù)中心的功耗和熱生成量也在不斷增加。常規(guī)電源方案不僅無法輕松跟上時(shí)代發(fā)展的步伐，而且還受到這些新功率需求的制約。能為AI處理器供電并能充分發(fā)揮其潛力，并且為處理器VR和數(shù)據(jù)中心電源基礎(chǔ)架構(gòu)及服務(wù)器機(jī)架帶來新需求，這些都對功率傳輸、轉(zhuǎn)換、效率、密度和熱性能的改進(jìn)提出了考驗(yàn)。

Robert Gendron強(qiáng)調(diào)，面對挑戰(zhàn)Vicor更加注重效率，“新的電源架構(gòu)、配電和散熱方法現(xiàn)在都已經(jīng)在數(shù)據(jù)中心應(yīng)用，能發(fā)揮AI最大潛能并最大限度提高數(shù)據(jù)中心電源效率”。

在ODCC展會(huì)上，Vicor 展示了其三相48V和48V直接至負(fù)載的AI電源解決方案，以及液冷和浸冷等高級散熱技術(shù)。同時(shí)推出了一款PowerTablet AC-DC轉(zhuǎn)換器模塊（RFM），將助力實(shí)現(xiàn)高密度服務(wù)器機(jī)架。

小尺寸贏大空間

全新RFM采用9.4 x 5.9 x 0.6英寸（24 x 15 x 1.5厘米）的平板電源配置，外觀看起來比iPad Pro還要小巧。

值得一提的是，比iPad Pro還小的平板電源設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)前所未有的功率密度及熱管理靈活性。例如，4個(gè)并聯(lián)的RFM（包括輸入斷開電路、整流和48V蓄能等）可在1U的機(jī)架空間內(nèi)提供40kW的功率。

Vicor產(chǎn)品市場總監(jiān)Ian Mazsa坦言：“這款全新的RFM其最大的市場優(yōu)勢就在于尺寸，小巧的設(shè)計(jì)讓我們可以根據(jù)客戶的需求靈活設(shè)計(jì)解決方案。”

冷卻技術(shù)是關(guān)鍵

全新RFM纖薄的平板電源設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)前所未有的功率密度及熱管理靈活性。RFM平板電源封裝可為高功率服務(wù)器機(jī)架的高級散熱（包括液冷散熱）提供完善的散熱管理，充分滿足要求嚴(yán)苛的高性能計(jì)算以及人工智能推斷與學(xué)習(xí)應(yīng)用的需求。

前端采用最新的RFM，后端采用48V合封電源 （PoP）及48V直接至負(fù)載點(diǎn)解決方案，Vicor從此能夠提供從三相AC到負(fù)載點(diǎn)1V及更低電壓的AI處理器的各種高密度、高效率的端到端整套電源系統(tǒng)解決方案。

除此之外，Vicor還擁有可消除傳統(tǒng)風(fēng)冷系統(tǒng)散熱限制的液浸式冷卻系統(tǒng)。采用Vicor合封電源解決方案的高性能CPU/GPU浸泡在3M公司的全氟三丁胺中進(jìn)行散熱，功率容量可提高30%。Vicor的高密度平面封裝特別適合這種高級散熱方法。

引領(lǐng)48V行業(yè)趨勢

這款全新的RFM可提供10kW的穩(wěn)壓48VDC。RFM針對冗余工作整合濾波與內(nèi)建故障保護(hù)功能，可提供一組功率因數(shù)校正的穩(wěn)壓、隔離式DC輸出。RFM可通過配置，支持全球范圍200至480VAC的三相AC電源。

48V（包括54VDC）配電是采用小規(guī)格布線的大功率機(jī)架的新興標(biāo)準(zhǔn)，與傳統(tǒng)12VDC配電相比，可顯著降低配電損耗。通過與Vicor 48V合封電源 （PoP）及48V直接至負(fù)載點(diǎn)解決方案相結(jié)合，RFM能夠?qū)崿F(xiàn)從三相AC到負(fù)載點(diǎn)上1V以下AI處理器的各種高密度、高效率的端到端電源系統(tǒng)解決方案。

Vicor在行業(yè)中一直引領(lǐng)著48V的趨勢。在ODCC展會(huì)上，Vicor展示了合封電源如何為高級CPU/GPU提供超過1000A的峰值電流，以及如何采用NBM在48V和12V系統(tǒng)中雙向轉(zhuǎn)換，從而實(shí)現(xiàn)48V和12V系統(tǒng)的無縫對接，可以讓48V兼容12V主板，與此同時(shí)也能快速將12V主板支持最新的48V GPU顯卡。

此外，Vicor擁有48V至12V、5V、3.3V穩(wěn)壓電源的高效ZVS降壓產(chǎn)品，豐富了48V輸入系統(tǒng)的電源生態(tài)。

據(jù)了解，電源系統(tǒng)組件式設(shè)計(jì)方法Vicor的電源系統(tǒng)組件式設(shè)計(jì)方法不僅可幫助電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員獲得模塊化電源組件設(shè)計(jì)的所有優(yōu)勢（包括組件與系統(tǒng)功能性及可靠性可預(yù)測、更快的設(shè)計(jì)周期，以及便捷的系統(tǒng)配置、可重構(gòu)性與擴(kuò)展性），同時(shí)還可實(shí)現(xiàn)可匹敵最佳備選解決方案的系統(tǒng)工作效率、功率密度及經(jīng)濟(jì)性。

Robert Gendron表示：“Vicor目前最大的挑戰(zhàn)來自于IT行業(yè)發(fā)展的速度，這要求我們自身的研發(fā)進(jìn)程必須不斷加快。面對壓力與挑戰(zhàn)，Vicor仍將堅(jiān)持做到每兩年提升20%的產(chǎn)品性能?！?/p>