MPS 全集成電源模塊為云計算助力

近年來，人工智能與大數據產業的創新和發展速度驚人。5G 通信技術的迅速普及，更是為萬物互聯 與智能世界奠定了堅實的基礎。承載云計算應用的各類型數據中心與私有服務器對于數據處理的需求 與速度更是到達了前所未有高度。為了滿足未來智能世界對于計算加速的需求，各大廠商分別推出了 基于 GPU （圖形處理器），FPGA （可編程邏輯門陣列），以及 ASIC（專有集成電路）芯片的硬件 加速系統。在此背景下，各類計算加速芯片與加速硬件對其供電系統的性能需求也不斷升級，越來越 需要 Agility （高響應），Efficient (高效率)，Integration (集成化)， Scalable (可拓展) 的電源 產品。MPS 的電源模塊解決方案直擊云計算加速供電系統的痛點，完美契合四大發展趨勢。

MPS 電源模塊聚焦于大電流與多輸出應用場景，給數據中心以及硬件加速卡提供完整的電源解決方 案，直指四大需求：

? 首先，MPS 獨特的 COT（constant-on-time）以及 MCOT(multi-phase constant-on-time) 控 制方法，可以實現大動態負載下的高速響應 (Agility)，極大地減少了輸出電容的數量，減低了客 戶的 BOM 成本。以 MPM3695-100 四模塊并聯應用為例，如圖一所示，對于 12V 輸入，0.75V 輸出，0A-250A 的負載大動態切換（100A/us），MPS 電源模塊可以超快速響應，實現不超過 +/-3%的輸出電壓偏移。MPS 電源模塊的高響應速度幫助客戶完美解決了各類加速芯片對于輸入 電壓精度的高要求以及由于計算負載切換而產生的大動態電流的矛盾。

圖 1：MPM3695-100 四模塊并聯大動態響應

（VIN=12V; VOUT=0.75V; 100A/us 切換速率；0A-250A 動態切換）

MPS 單晶圓多路輸出的芯片設計以及先進封裝工藝的應用，使 MPS 電源模塊在提供高效率轉換 （Efficient）的同時還具有高度集成性（Integration），從而減少客戶占板面積和成本。隨著 人工智能在多領域廣泛應用，硬件加速芯片也在片內集成了更多的功能單元，如高帶寬內存 （HBM），數模轉換器（ADC），加速引擎等。更高的加速芯片集成性對于供電系統的設計也 提出了挑戰。加速芯片中的多個功能單元需要多路電源輸入，同時對于電壓、電流的要求也各不 相同。假如使用多個分立的供電芯片或者模塊供電，會極大的增加電源部分的占板面積，使原本 已經非常緊湊的加速硬件設計更為困難。為了應對以上挑戰，MPS 推出了多種多路輸出電源模塊， 采用先進封裝技術集成了多路輸出的功率芯片與被動元器件，提供了全集成的模塊解決方案。其 中，業界首款四路電源模塊 MPM82504 完美地詮釋了這一優勢，如圖 2 所示，該產品為四路 25A 電源模塊，同時可實現并聯兩路，三路，四路，也可以多個 MPM82504 模塊并聯，實現更 靈活的輸出組合。

圖 2：MPM82504 四路輸出可拓展電源模塊，支持多路并聯及多模塊并聯

MPS 具有多種全集成多路輸出電源模塊，包括雙路輸出、四路輸出產品，為更多的應用提供了 完整解決方案。圖 3 展示 MPS 多路輸出模塊的規格，其中雙路輸出模塊 MPM3690 系列產品 有三種輸出規格可選，它的雙路 EN/PG 管腳可用作時序控制。四路輸出模塊 MPM81204 是一 款雙路 12A / 雙路 5A 電源模塊，具有高速動態響應，外部元件極其簡單，非常適合 5G 信號 收發器等應用。當然還有曾榮獲“年度電源管理/電壓轉換器”稱號的 MPM54304（首款帶數字 電源管理功能的電源模塊），以及它的升級款 MPM54504-四路 5A 電源模塊等一系列秀產品。

圖 3：MPS 多路輸出電源模塊規格

多路可并聯電源模塊為加速芯片日益增加的電流需求提供了可拓展性（Scalable），為不同場景 下多路電源及不同電流的需求提供了單一模塊的解決方案，進一步減少了客戶新產品的研發成本 及時間，同時可快速匹配加速芯片廠商對于不同的加速場景所推出的各類芯片。由于各個芯片對 于供電電流和電壓軌數量各不相同，加速硬件廠商需要針對不同的加速芯片重新設計電源方案， 增加了產品研發時間和成本。為了實現加速硬件對于不同加速芯片供電方案的快速設計，MPS 推 出了多款可拓展的電源模塊。這樣，加速硬件設計師就可以重復使用單一電源模塊的設計，通過 并聯電源模塊的多個輸出或并聯多個模塊來實現輸出電流的拓展。以 MPM3695-100 為例，該 產品可以由單模塊 100A 輸出擴展為：雙模塊 200A，3 模塊 300A， 最多 8 模塊并聯 800A 輸出 等供電方案，以支持更廣泛的系統要求。圖4 展示了該模塊在 8 模塊并聯的應用。

圖 4：MPM3695-100 8 模塊并聯 800A 解決方案

在應對云計算與硬件加速對供電系統提出的四個趨勢上，MPS 電源模塊優勢獨特，可以幫助客戶成 功、快速地開發高集成性、可擴展、高效率的解決方案。作為一家全球領先的半導體供應商MPS 憑借敏銳的洞察力和豐厚的經驗可以滿足云計算硬件加速客戶的嚴格要求，提供的電源模方案可以 全面覆蓋電壓與電流范圍。

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MPS 作為全球領先的半導體公司，可為工業、電信基礎設施、云計算、汽車和高端消費類電子應 用提供小尺寸、高效率、易于使用的電源模塊產品。MPS 的愿景是致力于打造綠色、實用、緊湊 的解決方案，不斷降低整體產品的損耗。MPS 公司由首席執行官 Michael R. Hsing 創立于 1997 年，總部位于華盛頓州柯克蘭。想要了解更多 MPS 產品，您可以通過訪問 MPS 官網 http://www.monolithicpower.cn 或聯系全球支持辦公室。