近年来,跟着互联网和核算机技能的开展,根据互联网供给的各种服务也变得越来越多。作为这些互联网使用服务载体的数据中心,其建造需求也在不断添加。特别是近几年来,我国三大运营商和IT企业都投入了很多的资金用于数据中心的建造。现在,全国现已形成了至少数百家大小不一的数据中心。
高密度已成为服务器规划的一个重要因素。摩尔定律现已使人们有可能将多个高功能内核集成到一个单一的体系级芯片(SoC)。高密度的现场可编程门阵列(FPGA)为使用加快和集成供给了进一步的可能性。将FPGA芯片布置在每个逻辑板体系内,可以供给强壮的核算潜能并明显下降体系功耗。但是,为了完成更高的集成度,更新的工艺技能促进芯片的供电核电压进一步下降,并进步了对其精度操控和负载瞬态呼应的要求,对服务器中的配电线路和架构发生一系列影响。
其间的一个趋势是添加电源的开关频率,以下降峰值电流需求,这有助于将无源元件的尺度如电容器削减到最小,并经过一系列电路规划技能削减对开关损耗的影响。
数据中心的供电体系巨大而杂乱,它是由UPS体系、后备电池体系、监控配电体系组成榜首级供电;由AC/DC电源转化、低压DC/DC改换、板上监控等组成第二级供电,其间第二级供电中的DC/DC是和体系的大板集成在一起的,直接给CPU/FPGA/SSD供电,所以要求其效率高、牢靠、尺度小以及具有智能调压和监控功用。
图1:数据中心和服务器
数据中心第二级供电的架构
数据中心的第二级供电体系一般由AC/DC电源模块得到12V并传输给体系的背板,操控功用板、硬盘板经过背板取电并互通信号,详细供电架构如图2。其间操控功用板上有CPU/FPGA以及DDR等一系列功用芯片,一般有几百瓦的功耗。其间给core电压供电时,因为电流比较大,一般从12V直接转化,而其它电压选用IBA(中心总线架构)从5V往下转化。别的,在服务器上SSD使用中,Enpirion 5V产品因为其尺度小,集成度高,被几个SSD主控器厂家如SandForce、OCZ、Corsair、LSI等广泛选用。此外,给板上DDR颗粒的VTT供电的EV1340QI/EV1380QI也广受用户喜爱。
图2:数据中心第二级供电架构
数据中心第二级供电的要求
数据中心的第二级供电要求包含以下几点:
1.小尺度——现在服务器的容量越来越大,单板上要搭载两颗CPU、一到两片
ASIC/FPGA/CPLD等芯片,还有很多的内层条和接口端子,留给电源芯片的空间十分严重。尤其是母板上的嵌入式子卡板(比方FPGA PCIE接口加快卡或许PCIE接口SDD),其单板的高度往往要求约束在5mm,一般的外置电感的电源的电感高度一般都在5~10mm,很难满意。Altera Enpirion PowerSoC的高度最小仅1mm,12A的产品也只要3mm高度,然后让布局十分灵敏便利。据Altera Enpirion电源我国区资深技能支撑专家凌豪杰介绍,正是得益于这些优势,现在Enpirion模块在服务器职业干流厂家例如浪潮、曙光中均有打破。
图3:服务器母板/FPGA PCIE加快卡/SSD板
2.智能调压功用——给CPU/ASIC/FPGA核电压供电需求低压大电流,乃至到达150A以上,
需求供电体系可以跟从芯片作业完成静态和动态调压以下降功耗。Altera Enpirion EM21X0系列产品应运而生,其可以在18*20*5mm的体积上完成30A输出电流,并集成了电感,并可以经过多相并联向更大的功率扩展。EM21X0经过Altera专利的SmartVID总线和负载芯片或许上位机通讯完成对供电电压调理,电源运转状况上报等功用。
图4:EM11X0框图
3. 动力办理功用——数据通信体系一直在进步数据吞吐量和其他体系功能,一起也面对降
低体系整体功耗的压力。例如,经过重新安排作业流程,将程序转移到未得到充分利用的服务器上,使得其他服务器可以停机,以此来下降整体功耗。假如选用数字电源办理体系,这种体系可认为用户供给实时以及日常的功耗数据,便利作出正确的动力办理决策。因为服务器背板上电压经过中心总线电压转化,并经过负载点POL DC/DC转化至子电路所需的电压和作业电流,这些不同的电压轨对排序、电压精确度、精度调理以及监控都有更为严厉的要求,使得问题愈加杂乱。因而,客户需求一种简略的方法来改善体系,针对每个DC/DC转化器优化体系功能和存储特定装备值,经过PMBus报警线路将毛病告诉主机,然后关断问题电路,以维护主芯片等供电器材,完成精确的微秒级呼应时刻维护,从整体上来简化规划作业。
总结:
Altera于2015年8月份被Intel收买, 成为Intel的PSG事业部。据Altera Enpirion我国区事务开展司理张伟超介绍,Intel现已清晰表明后续将持续加大对Enpirion的出资,Enpirion电源在进一步支撑好FPGA的功能提高的一起,还将持续延伸Intel CPU的使用,更好地服务于Intel数据中心和广泛的IOT产品。Enpirion的产品路标将进一步满意数据中心产品和工业智能物联网的需求。有理由信任,在不久的将来,我们会在我国市场上发现更多Enpirion的使用。