英飛凌優(yōu)化DC-DC設(shè)計(jì)，滿足新一代數(shù)據(jù)中心的性能與能耗需求

 可提供優(yōu)質(zhì)體驗(yàn)、創(chuàng)造全新商業(yè)模式的AI、5G、物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)，近幾年的落地速度不斷加快。上述新技術(shù)背后都需要有性能強(qiáng)大的數(shù)據(jù)中心提供支持，不過伴隨著強(qiáng)大算力與傳輸功能而來的便是高能耗。英飛凌指出，龐大的能源消耗帶來的不只是電費(fèi)的增加，還有與日俱增的ESG壓力，因此企業(yè)必須在使用高性能數(shù)據(jù)中心的同時(shí)，優(yōu)化電源管理效益。

處理器類型逐漸增多，對(duì)電源供應(yīng)及功率密度的需求飛速增長(zhǎng)

近年來智能化與數(shù)字化轉(zhuǎn)型成為發(fā)展趨勢(shì)，數(shù)據(jù)中心的性能快速迭代，系統(tǒng)的構(gòu)建與維護(hù)、運(yùn)營(yíng)成本大增。與此同時(shí)，ESG成為全球重點(diǎn)議題。不僅多國(guó)政府制定了減碳政策，大型廠商也要求供貨商必須達(dá)到規(guī)定的碳排放標(biāo)準(zhǔn)。來自內(nèi)部和外部?jī)煞矫娴凝嫶髩毫Γ尪鄶?shù)企業(yè)調(diào)整了IT布局，逐漸降低硬件設(shè)備在資本支出中所占的比重，增加云端服務(wù)的比重，借此降低IT系統(tǒng)的硬件成本，并通過云端平臺(tái)的低碳運(yùn)營(yíng)與碳排數(shù)據(jù)的透明化，滿足客戶端的ESG要求。

企業(yè)客戶為了縮減系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)成本、降低碳排放而擴(kuò)大使用云端平臺(tái)比例的趨勢(shì)，也讓數(shù)據(jù)中心的架構(gòu)出現(xiàn)了變化。英飛凌電源與傳感系統(tǒng)事業(yè)部應(yīng)用市場(chǎng)總監(jiān)謝東哲指出，在處理器部分，目前數(shù)據(jù)中心所使用的主流處理器仍是CPU，而現(xiàn)在的半導(dǎo)體制程已逐漸脫離摩爾定律，為持續(xù)強(qiáng)化計(jì)算能力，從業(yè)者開始在單一計(jì)算單元上堆疊存儲(chǔ)器或輔助芯片，并在中間設(shè)置連接芯片。另一個(gè)改變則是處理器的類型逐漸增多，為了滿足AI計(jì)算需求，多數(shù)大型廠商都針對(duì)特定應(yīng)用推出了特定架構(gòu)的處理器，像是AMD的APU、Arm的NPU、Google的TPU等，這些〝xPU〞已開始出現(xiàn)在數(shù)據(jù)中心的架構(gòu)里。

英飛凌科技電源與傳感系統(tǒng)事業(yè)部應(yīng)用市場(chǎng)總監(jiān) 謝東哲

數(shù)據(jù)中心的另一個(gè)變化是通信系統(tǒng)。大數(shù)據(jù)、5G與物聯(lián)網(wǎng)帶來的海量數(shù)據(jù)，讓數(shù)據(jù)中心的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)帶寬需求出現(xiàn)爆炸性增長(zhǎng)。近期，400GbE交換機(jī)開始取代100GbE交換機(jī)，800GbE與1.6TbE交換機(jī)也正在研究中。要讓大型數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)傳輸效益實(shí)現(xiàn)最大化不能只依靠帶寬，精準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)管控也是重點(diǎn)，目前已有從業(yè)者引入了智能網(wǎng)絡(luò)分配概念，在系統(tǒng)入口設(shè)置諸如NVIDIA的DPU等，讓數(shù)據(jù)在進(jìn)入CPU前，先分流進(jìn)行加解密、存儲(chǔ)...等預(yù)處理。

處理器與通信架構(gòu)的改變，固然提升了整體系統(tǒng)的運(yùn)行效能，但也讓整體架構(gòu)趨于復(fù)雜，用電量也會(huì)隨之上升，因此英飛凌著手優(yōu)化DC-DC設(shè)計(jì)，協(xié)助從業(yè)者打造可兼顧性能與能耗兩大考量的數(shù)據(jù)中心。謝東哲指出，英飛凌解決方案的設(shè)計(jì)重點(diǎn)有四個(gè)方面：第一是增加功率密度，讓電源元件在有限的空間里依然可以滿足高功率CPU的需求。第二是改變封裝形式，讓元件從原本的離散樣式走向模塊化封裝，并同時(shí)提高散熱效率。第三是從架構(gòu)層面切入，進(jìn)一步提升電源效率，包括讓供電電壓從12V升至48V、直接供電給CPU。第四是將以往只用在高壓結(jié)構(gòu)中的寬禁帶半導(dǎo)體，應(yīng)用到48V以下的中壓結(jié)構(gòu)，借助其高耐壓電場(chǎng)、高飽和電子速度與高散熱系數(shù)等特點(diǎn)，優(yōu)化能源轉(zhuǎn)換效率。

英飛凌新一代 IPOL 產(chǎn)品提供模組式封裝，可節(jié)省高達(dá) 80%的 占板面積并大幅提升性能

英飛凌目前已推出用于新一代數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)的解決方案，新款的IPOL系列產(chǎn)品就是其中之一，該系列的新產(chǎn)品包括TDM3883和TDM3885，這兩款單輸出降壓轉(zhuǎn)換器都采用了前文提到的模組式封裝，將電感與電容等離散元件集成至模組內(nèi)，可節(jié)約80%的PCB占板面積。此外，新款的IPOL系列產(chǎn)品還可以在4.5 V～14 V的寬輸入電源范圍內(nèi)，提供高達(dá)3A/4A的連續(xù)負(fù)載與高效的線路電壓調(diào)節(jié)能力，大幅提升性能。

作為服務(wù)器電源產(chǎn)品的市場(chǎng)領(lǐng)導(dǎo)者，英飛凌多年來持續(xù)向OEM廠商提供在業(yè)界具有效率、靈活性、穩(wěn)健性優(yōu)勢(shì)的DC-DC / SMPS解決方案，其創(chuàng)新能力、產(chǎn)品質(zhì)量與技術(shù)支持能力已獲得市場(chǎng)肯定。英飛凌與多數(shù)全球知名的服務(wù)器OEM廠商均有合作。接下來，英飛凌將陸續(xù)推出新一代DC-DC電源解決方案，協(xié)助客戶打造低能耗、高性能的數(shù)據(jù)中心，實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)與企業(yè)成長(zhǎng)雙贏的愿景。