云计算中心电源解决方案四大趋势，MPS大功率电源产品如何脱颖而出？

（电子发烧友网报道 文/章鹰）今年，十四五开年，受益于新基建的推进，以数据中心为基础的云计算行业将迎来黄金发展期。根据中国信息通信研究院发布《2020年云计算发展白皮书》初步估算数据显示，2020年中国云计算市场规模约为1782亿元。未来三年的复增长率还会达到双位数。

新基建带来数据中心的高速发展，随着机器学习、图片识别，信号处理，仿真引擎等基于大数据的AI应用高速增长，传统的基于CPU 的软件处理和加速无法满足新的需求，为了解决数据处理的瓶颈问题，赛灵思、AMD、英特尔等厂商提供了很多基于GPU、FPGA，ASIC 等这种加速芯片的加速硬件。
 

现在，基于数据中心和云计算对于加速卡的需求直线上升，这对电源管理带来了极大挑战。在此背景下，各类计算加速芯片与加速硬件对其供电系统的性能需求也不断升级，以电源产品为例，Agility(高响应)、Efficient(高效率)、Integration(集成化)、Scalable(可拓展)正成为加速硬件电源方案的四大发展趋势。MPS在2020年全球营收达到8.44亿美元，MPS公司为工业、云计算、汽车提供电机驱动、电源的整体解决方案。在支持云计算中心大功率的电源市场，他们到底有哪些新品和核心优势？近日，MPS大电流模块产品经理杨恒先生在线上媒体发布会给出了清晰的回答。
 

MPM3695-100 大电流可拓展模块出色应对数据中心电源挑战

杨恒表示，加速硬件电源四大趋势，迅捷、高效、集成化和可拓展性。迅捷内含两层含义：1、电源的解决方案需要高响应速度以适应更大的动态跳变；2、快速开发解决方案以适应更短的研发周期；高效指的是我们需要提供高效率的解决方案，以应对更加紧凑的硬件设计，因为加速卡的设计非常的紧凑，就是它的密度会越来越高，就需要我们提供全集成的模块化的设计，模块化的设计会集成电源管理的晶圆、功率管、电感、电容电阻类的被动元件；高集成化就可以极大程度地减少在客户板上的占板面积；可拓展的电源方案可以更灵活搭配多种加速环境和应用，考虑大数据和人工智能处于加速发展的过程中，在这种过程中就会涌现出一批之前完全没有出现过的应用。
 

传统的分立电源解决方案从选型和采购开始，不但需要挑选各种器件——驱动芯片、功率管、根据不同的电感/电容选择合适的环路补偿，还要考虑相当复杂的原理图和布局设计，一旦出现差错，就会产生多次制板的验证风险。所以，电源模块的出现，极大缩短了加速硬件的开发周期。MPS提供的数据显示，与业界标准的6个月产品开发周期相比，MPS方案能够在18周之内完成从选型和采购，到原理图和布局设计，再到制版和组装的全流程。

 

杨恒博士以MPM3695-100 大电流可拓展模块为例，详细讲解新电源模块如何应对挑战。
 

 

这个电源模块支持4V-16V 输入; 0.5V-3.3V 输出，它可以支持最大100A 的输出电流。黄框内就是一个100A的解决方案，非常的紧凑。MPS把晶圆、功率管控制IC，包括被动元件电感电阻，全都集成在这一个15x30mmBGA的封装当中，对于外部元件的要求是非常简洁的，基本上只需要输入和输出电容。这款电源产品效率达到90%，通过简单的信号线连接，可以从一个100A的解决方案拓展到800A，对于加速卡应用非常友好。此外，这款大电流可拓展模块的显著的优势就是超高速动态响应，基于Constant‐on‐Time，在动态的时候可以针对时钟的频率进行调节，极大地增加我们的动态响应，去减少输出电容的尺寸和数量。还有，高集成化与分立方案相比，可以最多降低70%的占板面积。
 

多路集成电源模块灵活应对客户需求

加速卡市场厂商众多，需求也有不同，MPS推出了多路集成的电源模块，以应对市场的多元化需求。这种电源模块的好处是可以非常灵活地匹配各种不同的加速芯片的应用。MPM82504就是这款产品代表。

 

 

 

这款模块是业界首款四路25A可拓展的电源模块。它支持4V-16V 输入; 0.5V-3.3V 输出；它的最大优势是这个模块提供了四路25A的输出电流，并且可以任意并联，任意并联指的是四路之间可以并联，同时模块与模块之间也可以并联，这种灵活的解决方案就非常好地适应了高速发展的加速卡应用的环境，可以非常快地适应不同的应用，同时可以通过片间并联来达到和MPM3695-100一样的最多800A的输出电流。

在多路输出的电源模块的系列当中，MPS分为双路输出和四路输出，双路输出这次MPS推出了3款产品：3690-20A、3690-30A还有3690-50A。4路输出的电源模块MPM54504，这是一款路5A的电源模块。

杨恒博士谈到，MPS大功率电源方案有四大优势：一、MPS拥有自己的IC设计、晶圆厂，在电源芯片设计何成本上都有优势；二、在性能上，特别是高效率和高动态上，MPS相对其他竞争对手有优势，比如高效率，MPS采用针对power IC来优化过的工艺，它能提供比较高的效率；三、快速动态响应， MPS拥有独特的COT的控制方案，这种控制方案会提供动态的效率，令其电源产品在性能上具有极大的优势。四、MPS和加速芯片的生产厂家深度合作，MPS网站上有针对各类加速芯片的完整参考设计，这种参考设计都是经过加速芯片厂家验证过的。

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