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Vicor推出黑科技,推出iPad大小的10KW 3相AC/DC 48V转换器

2018-10-21来源: EEWORLD 关键字:Vicor  ACDC转换器

近日,在由阿里巴巴、百度、腾讯、中国电信、中国移动、中国信息通信研究院以及英特尔联合主办的ODCC峰会期间,电源方案供应商Vicor推出了首款平板电源RFM系列3相AC/DC 48V转换器,仅为iPad大小,但输出功率达10000W,功率密度是传统3向AC/D解决方案的4倍,效率同样高达96%,解决了如今包括超算、AI在内的大功率服务器对于能源密度需求的痛点。


这也是Vicor第一次推出如此高功率的AC/DC电源模块产品。



RFM系列3相AC/DC 48V转换器


为什么电源功率密度需要如此之高?


Vicor公司副总裁Robert Gendron在峰会期间做了题为《电源技术在云数据中心发展和演进》的主题演讲,主题演讲中,Robert表示,在人工智能、云计算和大数据等数据密集型应用的推动下,处理器电源的需求不断提升,峰值电流甚至达到了1000A以上,对于电源的需求急速增加,这其中最大的要求是转换效率和密度,因为这影响着功耗、散热和占用空间等问题,从而直接影响最终的经济效益。



Robert手握RFM产品,远看和iPad一模一样


“常规电源方案不仅无法轻松跟上时代发展的步伐,而且还受到这些新功率需求的制约。”Robert说道。


Vicor产品市场总监Ian Mazsa援引故而数据中心副总裁Joe Kava的讲话:“前两代谷歌张量处理单元(TPU)只能用我们的传统风冷技术应付,而第三代则不同。”


猜测谷歌正是采用了Vicor的RFM系列产品。据Vicor中国区商务拓展经理Justin Chen表示,RFM的原型是Vicor专门为某家超算服务器商专门定制的产品,而随着数据密集型的服务器需求增多,功耗预算已经接近超算系统,Vicor认为是时候推出通用高密度转换器模块了。


据悉,日本的Pezy超算公司已经采用了RFM作为其电源管理产品。值得一提的是,仅有几十人的Pezy公司,并没有依靠第三方电源设计公司,而是通过仅有的几名电源设计人员,再配合Vicor的技术支持,便设计出高达几十KW的电源,通过模块化形式,将电源设计尽可能精简化。



此产品对于Vicor扩大服务器具有巨大意义,因此得到了Vicor的高度关注,包括台湾区区域经理Francis Weng,Vicor产品市场总监Ian Mazsa,亚太区市场营销副总裁Eric Wong,Vicor公司副总裁Robert Gendrony以及Vicor中国区商务拓展经理Justin Chen悉数到场。同时,Vicor还派出市场支持团队参加ODCC展会,为相关人员介绍Vicor最新产品及解决方案。


黑科技RFM的具体性能如何


RFM具体属性如下:


RFM支持3相200-480Vac L-L输入,采用△连接时,Vin=208Vac L-L,而采用Y字形连接Vin=380/400/415/480V等不同的灵活配置。


SELV输出与48V/54V配电系统兼容


10kW满负责下0.99PF和96%的效率


支持容错性、可并行使用


带有PMBus接口,用于遥感和控制


封装尺寸为24*15*1.5cm,采用平板封装,支持浸入式液冷或冷却板散热系统。


Ian表示,采用超薄型片状封装具有非常多的优势,其一是可灵活布局贴合在机架各个部位,或者放在冷凝箱中采用液冷都十分方便;第二则是片状封装相比传统风冷系统的AC电源来说,表面轮廓更为平整,让散热更为平均。



如图,RFM具有多种灵活的布局方式



如图,相比传统分立式电源方案,高密度电源模块表面更平整,适合多种散热方式


产品支持高功率并联阵列,同时具有的容错性,RFM每个模块中均具有3个独立相位工作单元,如果某个单元发生故障,其它单元仍可继续工作。


理论上,RFM可以支持无限个产品并联,因此对于高达数百KW的服务器来说,仍可完美支持。



Vicor展示了200KW夜冷方案


Vicor还演示了可消除传统风冷系统散热限制的液浸式冷却系统。采用了Vicor合封电源解决方案的高性能 CPU/GPU浸泡在3M公司的全氟三丁胺中进行散热,功率容量可提高30%。 Vicor 的高密度平面封装特别适合这种高级散热方法。



全氟三丁胺液冷方案


48V系统解决电源最后一英尺的问题


Robert表示,由于CPU所需功耗越来越大,系统电流越来越高,为了减少PCB传输损耗,系统电压已逐步演进到48V系统,目前包括谷歌、英伟达、英特尔等超算相关公司,都将48V作为标准电压轨,为了进一步减少功耗,微软甚至将系统电压直接定义到100V之上。



如图所示,随着电流越来越高,PCB上的损失甚至将超过了50%。


为了解决最后一英里的问题,Vicor推出了全面的48V解决方案。除了AC/DC 48V之外,展台上,Vicor为大家展示了高级CPU/GPU的合封电源、支持48V和12V双向转换器NBM,也包括了 48V 至 12V、5V、3.3V 稳压电源的高效 ZVS 降压产品等。





各种形态的PoP产品一览


实际上,google已经采用48V系统多年,带来了很好的经济效应,据google副总裁的数据,相比之前所采用的12V母线系统,48V系统减少了30%的损耗。如果这个损耗放在超算中心中,带来的经济效益将是巨大的。


而从此次ODCC峰会上得来的消息,阿里巴巴、百度、腾讯、中国电信、中国移动等一批对服务器需求量巨大的公司,都已开始设计或测试48V系统。



在展台上,硕大的48V Logo标志着Vicor全力进军48V市场的决心,也引得工程师驻足咨询


Vicor在服务器电源市场历史布局


Vicor作为超算的深度参与者也将贡献自己先进的超算电源技术,搭上发展的快车,共享发展的硕果。


如果回顾历史,Vicor和超算结缘首先是从砖块电源开始。从90年代开始,其二代500W的砖块就开始为国内超算系统提供源源不断的动力。进入到新世纪,2005年Vicor推出了创新的FPA架构(分比式),这是完全不同于之前的CPA或者DPA的电源架构,将稳压和隔离变压分开,带来了非常好的灵活性,特别适合低压大电流的应用。从2006年开始,Vicor的方案开始在IBM的P6超级计算机中采用。直接从48V为CPU供电,这是一个电源架构应用的里程碑。现在我们看到一些数据中心开始转到48V供电,实际上应该溯源到这里。在后续的蓝色基因系列超算系统中,Vicor的方案也是澎湃性能背后的幕后英雄。下面的列表是Vicor在IBM超算系统中的应用。从blueGene P到Q,从P6到P9。不仅如此,IBM还很早就开始采用高压直流供电方案,现在高压直流也进入到了普通数据中心。我们不禁佩服IBM的技术前瞻性。在高压直流供电方式,Vicor的高压母线转换器将350V转到48V左右,然后再从48V直接转到CPU。这样的供电架构为其电源效率提升带来巨大帮助。



采用Vicor电源方案的IBM服务器产品线一览


美国另外一家著名超算公司Cray也采用Vicor的高压直流输入模块配合FPA架构为CPU供电,降低了整个系统损耗。其最新的4路主板上,采用了4套Vicor VR13的方案。与此同时,Pezy也是采用了该架构。其ZettaScaler-1.8系统,每路用6片高压BCM从380V转成48V,然后用FPA从48V直接为1V的具有1024个内核的CPU供电,而不是传统的12V母线。为了获得最高的电源效率,采用了由一颗PRM和两颗 VTM为CPU供电的方式。每路共有32个CPU,全系统共24路,整机为768个CPU。系统的整机功率约为70KW,完全浸泡于0.75立方米的冷却液箱体中。由于采用了Vicor的高功率高密度电源组件方案,该机器实现了惊人的1.5 千万亿次每立方米高密度浮点运算能力。如果按照运算速度和消耗的功率比,该系统的GFLOPs/W的数字约为16GFLOPs/W,效率超过了业界第一水平。



转自Pezy官网的CPU组件图,其中金黄色的产品均为Vicor产品,包括了PoP和POL


关键字:Vicor  ACDC转换器

编辑:冀凯 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/dygl/2018/ic-news102128753.html
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