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データセンター向けj電電源モジュールにまい進するVicor

データセンターのコンピュータに使う電源は数10kWといったハイパワーの電源が求められている。データセンターの建颪砲380Vが供給され、コンピュータラック電源は48V、コンピュータには12Vに落とす。IntelのXeon プロセッサのような高集積CPUには1V度と低いが電流は高い、という長がある。このx場でM負をかけるVicor社にニッチ企業の擇(sh┫)がある。同社Corporate VPのRobert Gendron(図1)に聞いた。

図1 Vicor社Corporate VPのRobert Gendron 指に挟んでいるのは電密度256W/cm3の電源ICモジュール

図1 Vicor社Corporate VPのRobert Gendron 指に挟んでいるのは電密度256W/cm3の電源ICモジュール


盜颯椒好肇鷙抒阿砲△Vicor社は、1981Q創立の電源ICメーカーだ。1998Qに日本法人を設立、電源の販売とカスタム電源でビジネスを開始した。さらに電源の小さなパワーコンポーネントの販任閥\術サポートのためにVicor KKを2017Qに設立した。Vicorがを入れる電源パワーコンポーネントは、CPUやGPUのプロセッサのすぐZくにいて1000Aもの電流を扱う、チップの屬下に電源チップを積み屬峨Xを逃がす、あるいは48Vから12Vへ少ないロスで変換する数100Wの電源、などハイパワー電源がHい。

同社は電源メーカーとして、(j┤ng)来の成長分野として、AIに代表されるデータセンターや電気O動Zを始めとするカーエレクトロニクス、IoTや5Gなどの通信インフラ、LED照でもたらされるl富な情報、というセグメントにを入れている。にAIの学{チップ(ハイエンドCPUやGPU、FPGA、専チップなど)のアクセラレータやプロセッサにはできるだけ電源にZづける設が求められる。低電圧だがj電流を消Jするからだ。データセンター向けの例を紹介しよう。

CPUやGPUの電源では、POL(Point of Load)(sh┫)式を始めとするプロセッサのすぐ横に配するような}法が採られてきた。Vicorは、さらにk歩進んで、プロセッサ基の裏笋謀展暫ICブロックをき、プロセッサから電源までの{`をk気に]縮する(sh┫)法を開発した。来のu横にく(sh┫)式でさえ電源供給ラインのB^は70µΩと小さいが、e積みにく(sh┫)法だとわずか10µΩと1/7にさらに小さくなった。


10kW Power Tablet

図2 iPadサイズの10kW電源 出Z:Vicor


AI学{などに使ってきた電源は通常、300〜400Vから48V、さらに12Vと落としていき、CPUやGPUには1.0V度に落とす。その代り、扱う電流は1000Aにも達することがある。300〜400Vの交流電源から48Vの直流電源には、iPadサイズのjきさの電源を使って48Vまで落とす(図2)。平べったい電源だと冷却が空冷、水冷共にX設のOy(t┓ng)度が高まり、使いやすいという長がある。

48Vから12Vへ落とす電源には、DC-DCコンバータを使うが、VicorはGPUをuTとするNvidiaと協し、48Vから1Vへ直接変換する電源ICを開発した。図3にすようなパッケージに電源を載せるPower on Package\術をいて、GPUに供給し、メモリや周辺v路から分`しノイズの影xから遠ざけている。図3の黄色いICがVicorの電源である。


Older Nvidia SXM2 Card Using Conventional 12V Multiphase / Latest, higher power, Nvidia SXM3 Card Using 48V Vicor Power-on-Package

図3 NvidiaのSXM3に供給する48VのDC-DCコンバータ(^真の黄色い霾) 左は来の電源を使ったGPUカード 出Z:Vicor


DC-DCコンバータNBMとしては、48VUと12VUを双(sh┫)向に供給できる電源が表C実◆▲團黜U入と両(sh┫)をeっている。図3の黄色いパッケージのDCMは表C実型だが、Vicorが2018QにリリースしたC実△旅眦杜密度のパッケージSM-Chip NBM(図4)も表C実△任△襦スイッチング周S数1MHz以屬覇虻遒掘電密度が255.7W/cm3、ピーク変換効率98%と高い。わずか22.8mm×17.3mm×7.4mmというjきさで、最j1kW、2ms間のピーク性Δ鯆鷆,垢襦


NBM 2317 Surface-mount package 23*17*7.5mm

図4 表C実型のj電DC-DCコンバータNBM 出Z:Vicor


Vicorはj電のAC-DCコンバータ、DC-DCコンバータなどさまざまな電源モジュールを攵しているが、AmazonやMicrosoftのようなクラウド業vによるデータセンターの拡張に伴い、j電電源の要は\えていくため、Vicorは2018Qに工場を拡張し攵ξを6倍に\やした。今後はこれでも供給不Bが予[されるため、2020Q2四半期までにさらに8万5000平(sh┫)フィートの工場をさらに{加する画だ。

R)
Vicorは電源モジュールを電源コンポーネントと}んでいます。当集室では、コンポーネントにはコンデンサやコイルのようなp動のイメージがありますので、ハイブリッドICを含めて電源ICあるいは電源モジュールと表現しました。

(2019/06/07)
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