【導讀】持續關注本系列的讀者一定清楚當下的挑戰:AI需要在更小的空間內,獲得更充足的電力、更高頻的供電,且絕不允許出現任何差錯。多相PoL改良技術已經取得了長足進步,但倘若連這些創新技術也無法跟上新一代超高密度AI xPU的發展步伐,我們該如何應對?
垂直供電的興起:AI PCB的新范式
傳統供電采用橫向布局,穩壓器位于側面,需要跨越寶貴的PCB空間將電流輸送至負載。然而,當650A連續電流和1000A以上峰值電流成為標準需求時,即便很短的線路所產生的電阻也不可忽略,這已成為阻礙技術落地的關鍵障礙。
垂直供電(有時也稱為背面供電)徹底改變了游戲規則。它不再讓電流蜿蜒穿越數厘米的PCB,而是將整個VRM(包括控制器、功率級、電感、電容)安裝在PCB背面,直接位于xPU正下方。垂直供電的工作原理如下:電力通過專用過孔垂直流動,從PoL VRM直接抵達xPU的電源引腳,從而將走線長度、阻抗和壓降幾乎降至零。

圖1:垂直供電模塊架構(僅用于說明目的)
密度之外的其他優勢:效率、散熱和性能
垂直供電的優勢遠不止于在更小空間內集成更多元器件:
更低的I2R損耗:短而直的路徑意味著電力到達xPU時,損耗的能量和產生的熱量更少,效率和可靠性均得到提升。
更快速的瞬態響應:得益于更少的互連和更緊密的物理集成,電壓軌能在AI劇烈的負載波動沖擊下瞬間恢復。
更輕松的散熱管理:高頻去耦電容可直接布置在xPU的正下方,熱量則通過頂部散熱封裝直接從設備排出。
由此一來,就能在極小的空間內提供超大功率,精準契合AI變革發展的需求。
ADI如何將垂直供電變為現實?背后的重要意義何在?
三大核心技術協同發力,充分釋放垂直供電的潛力:
高集成度倒裝芯片封裝:MAX16602和MAX20790的均能大幅減少寄生電感和優化熱傳遞,對于背面VRM的實現至關重要。
專利耦合電感技術:ADI的耦合電感(CL)在垂直封裝中實現了超高效率和超小尺寸,同時滿足當前AI板卡對供電電流與瞬態響應的雙重需求。
高級控制和監測:僅有硬件還不夠。數字遙測、自主切相和快速故障恢復機制,共同確保未來系統的安全性、可預測性及面向未來的適應能力。
展望未來:AI加速器電源的下一步發展
隨著AI架構和應用持續以火箭般的速度演進,ADI已在構思下一步。更高密度的VRM即將面世,電流能力將從650A連續電流擴展到超過1000A,前沿數據中心已出現此類超級加速卡。新一代智能、可重構的控制技術正在設計中,涵蓋軟件定義調節、實時遙測和用于自愈電源網絡的AI在環控制。生態系統層面的合作將帶來三大價值:免費的耦合電感IP授權、與領先磁元件廠商的深度合作,以及客戶定制的遙測與分析應用編程接口(API)。
無論AI發展到什么程度,ADI都將相伴左右:憑借尺寸更小、散熱更佳、更可靠的平臺,確保供電安全、迅捷而精準。
結語:聚力當下,賦能未來智能發展
隨著醫療、氣候、安全等領域的新興應用不斷涌現,AI對社會和全球的影響必將日益加深。是走向突破,還是陷入崩潰,關鍵取決于支撐AI運作的系統,而這一切都離不開供電。
ADI傲立于技術前沿,以出色的性能、效率和創新賦能各層級發展。無論您是在打造下一代AI超級加速卡、擴展云平臺規模,還是激勵學子攻克世界級難題,我們都能鼎力相助



