Vicor：追逐創新步伐，直面技術挑戰

焦旭

近年來，在IT技術與趨勢的急劇變化下，數據中心也隨之面臨諸多挑戰。高密度數據中心已經成為企業必須面對的課題。當數據中心單一機柜機架功率密度每年不斷增長已成趨勢時，企業勢必得找到更有效的方法來面對電力、冷卻與空間的挑戰。

隨著人們對服務的要求愈益嚴苛，數據中心必須想方設法滿足消費者7×24小時可用性的期望。服務器數量不斷增長，更多的運算能力與資源也被收納在越來越小的機柜中，從微型服務器、刀鋒服務器到超大規模服務器以及用來實現更彈性框架的組合式基礎架構，都是因應此需求發展而誕生的解決方案。更高密度的服務器意味著單臺服務器需要更高的功耗，隨著全球對能源消耗的日趨關注，企業也開始認真看待能源效率議題以及環保責任。

Vicor公司副總裁Robert Gendron在2018年北京開放式數據中心委員會（ODCC） 峰會上發表了題為《電源技術在云數據中心發展和演進》的演講。

Robert Gendron指出，CPU功耗是數據中心整體功耗的主要組成部分，同時CPU的功率也在持續地提升。數據中心基礎架構將電源分配到服務器機架，然后通過處理器穩壓器 （VR）為處理器提供功率。隨著半導體技術和電源管理方案的不斷發展，VR性能得到了持續提升。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、云計算和大數據等數據密集型應用的推動下，處理器電源的需求不斷提升，數據中心的功耗和熱生成量也在不斷增加。常規電源方案不僅無法輕松跟上時代發展的步伐，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揮其潛力，并且為處理器VR和數據中心電源基礎架構及服務器機架帶來新需求，這些都對功率傳輸、轉換、效率、密度和熱性能的改進提出了考驗。

Robert Gendron強調，面對挑戰Vicor更加注重效率，“新的電源架構、配電和散熱方法現在都已經在數據中心應用，能發揮AI最大潛能并最大限度提高數據中心電源效率”。

在ODCC展會上，Vicor 展示了其三相48V和48V直接至負載的AI電源解決方案，以及液冷和浸冷等高級散熱技術。同時推出了一款PowerTablet AC-DC轉換器模塊（RFM），將助力實現高密度服務器機架。

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還小的平板電源設計可實現前所未有的功率密度及熱管理靈活性。例如，4個并聯的RFM（包括輸入斷開電路、整流和48V蓄能等）可在1U的機架空間內提供40kW的功率。

Vicor產品市場總監Ian Mazsa坦言：“這款全新的RFM其最大的市場優勢就在于尺寸，小巧的設計讓我們可以根據客戶的需求靈活設計解決方案。”

冷卻技術是關鍵

全新RFM纖薄的平板電源設計可實現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器機架的高級散熱（包括液冷散熱）提供完善的散熱管理，充分滿足要求嚴苛的高性能計算以及人工智能推斷與學習應用的需求。

前端采用最新的RFM，后端采用48V合封電源 （PoP）及48V直接至負載點解決方案，Vicor從此能夠提供從三相AC到負載點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解決方案。

除此之外，Vicor還擁有可消除傳統風冷系統散熱限制的液浸式冷卻系統。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48V行業趨勢

這款全新的RFM可提供10kW的穩壓48VDC。RFM針對冗余工作整合濾波與內建故障保護功能，可提供一組功率因數校正的穩壓、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）配電是采用小規格布線的大功率機架的新興標準，與傳統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直接至負載點解決方案相結合，RFM能夠實現從三相AC到負載點上1V以下AI處理器的各種高密度、高效率的端到端電源系統解決方案。

Vicor在行業中一直引領著48V的趨勢。在ODCC展會上，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系統中雙向轉換，從而實現48V和12V系統的無縫對接，可以讓48V兼容12V主板，與此同時也能快速將12V主板支持最新的48V GPU顯卡。

此外，Vicor擁有48V至12V、5V、3.3V穩壓電源的高效ZVS降壓產品，豐富了48V輸入系統的電源生態。

據了解，電源系統組件式設計方法Vicor的電源系統組件式設計方法不僅可幫助電源系統設計人員獲得模塊化電源組件設計的所有優勢（包括組件與系統功能性及可靠性可預測、更快的設計周期，以及便捷的系統配置、可重構性與擴展性），同時還可實現可匹敵最佳備選解決方案的系統工作效率、功率密度及經濟性。

Robert Gendron表示：“Vicor目前最大的挑戰來自于IT行業發展的速度，這要求我們自身的研發進程必須不斷加快。面對壓力與挑戰，Vicor仍將堅持做到每兩年提升20%的產品性能。”