功率半导体是提高MIPS/m2的关键
应用实例
我们可以通过现代数据中心的几项新技术来说明最新的集成电源管理半导体技术所产生的影响。感谢它们的模块性、低成本和小体积,其代表就是机架固定的“刀锋服务器”。
通过增加机架容纳性,高密度刀锋数据处理器可以随需要而增加能力。然而,最新服务器的主板上已经能容纳四个处理器了,它们的功率需求和散热因此就变得同等重要。在实际中,数据中心经常会留出空插槽以提供更好的冷却,使系统保持在热规格中。
幸运的是,最新一代的功率半导体技术能帮助工程电感生产师处理这个问题。文章中将介绍两种方法来降低刀锋服务器的总功耗。这样就减少了冷却需求,进而增加机架中的刀锋服务器密度。
第一种方法是功率电感让工程师开发高效率的在板电源。将近80%的功率通过在板电源进入服务器的,因此电源效率对系统效率有巨大的影响。大量的能量消耗在处理器和内存上。举例来说,一个典型的高效率微处理器能消环型电感器耗130A(在 1.1V条件下)或146W。今天,一个在板电源有80%的效率和20%的损耗是很正常的。
随着先进的功率控制和转换技术贴片电感器,比如国际整流器公司(International Rectifier)的XPhase可升级多相位结构(见图2)和DirectFET MOSFET,可将系统的总效率增加至88%以上,能减少40%的系统功耗。国际整流器公司还开发一系列的精确实时功率监控IC。该产品能促进工程师设计出可降低动态能量损失的刀锋服务器。
图2 国际整流器公司的多相位控制器
结论
使用上述先进功率半导体技术的成本会低于节省出的成本。此外,这些方法还有第二个好处。例如,因为散热少,板级的风扇就会低速运转,这样可节省能量并降低噪声。实际上共模电感,采用优化的集成了高级功率转换、准确的动态功率监控和高性能功率控制器的电源管理系统最短可在三年内降低数据处理中心25%的能量损耗。
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