現(xiàn)今AI的高功耗正在推動計算架構的變化，以期在減少電力需求的基本上能夠復制模仿人類大腦的神經網絡。這項新技術所需的能耗水平簡直是太驚人——人類大腦的活動需要消耗20-30瓦的能量，而最新的學習系統(tǒng)在學習實現(xiàn)“人工智能”時，目前需要消耗的電力與一座小鎮(zhèn)相當。雖然我們可以辯論計算機技術是否會變得比人類“更智能”，但無可爭辯的是，新一代超級計算機的供電需求已發(fā)生了巨大變化，這給電源設計師們帶來了多方面挑戰(zhàn)。

裝載超級計算機的機房消耗大量電能

AI在電源設計上遭遇的挑戰(zhàn)

傳輸與效率

僅僅傳輸這些級別的電源就已構成足夠大的挑戰(zhàn)。效率絕對是關鍵，除了能源成本的上升，每瓦能源浪費導致熱量的增加也會導致數(shù)據(jù)中心的空調需求逐漸增加，從而進一步增加運營成本和碳足跡。

熱能管理

數(shù)據(jù)中心包含了數(shù)百或數(shù)千個處理單元，由于重復的數(shù)量可觀，所以單個單元的小幅減少，便可以在相同的空間中容納更多單元，從而大大提高處理能力。但是，較小的尺寸增加了功率密度，從而減少了散熱表面積。因此熱能管理則成為新一代AI超級計算機電源設計的重大挑戰(zhàn)之一 。

采用多相方案

計算系統(tǒng)具有復雜的負載，系統(tǒng)在進行學習的同時也在滿負荷運行。雖然隨著活動的下降，電力需求也會下降，但整個電力帶的效率仍然需要保持盡可能高的狀態(tài)。這就需要設計人員利用現(xiàn)今的多相電源解決方案，按需求構建用于確保效率始終處于優(yōu)化狀態(tài)的相位數(shù)控制。

很明顯，我們需要采用更為復雜的電源設計方法來滿足這一快速增長的行業(yè)的需求。為了滿足這一需求，英飛凌推出了先進的數(shù)字控制技術，取代傳統(tǒng)的基于模擬信號的解決方案。

數(shù)字控制在設計高端電源解決方案時會提供多項好處，尤其適用于提升整體系統(tǒng)的靈活性和適應性。使用數(shù)字技術，可以定制控制器，而無需使用昂貴且耗時的硅旋。還可以將定制擴展到定義配置、收集系統(tǒng)性能數(shù)據(jù)的遙測、設置故障管理以及校準設備。數(shù)字解決方案簡化了構建AI所需的可擴展電力解決方案的方式，而且隨著數(shù)字解決方案包括的功能越來越豐富以及電力傳輸越來越精確， 它們將最終取代正與它們處于價格競爭狀態(tài)的模擬解決方案。

AI應用的英飛凌電源解決方案

英飛凌是先進的電源控制技術和開關技術的領先設計者和制造商之一。我們的產品高度集成，并提供了構建用于AI應用的高級電源解決方案所需的所有關鍵的硅元件。

英飛凌的產品在空間、性能和成本方面提供了充分的靈活性

英飛凌的完整產品組合范圍十分廣泛，其中包含數(shù)字控制器、集成功率級、集成電源管理IC、負載點(POL)轉換器以及分立式解決方案（包括驅動器IC、功率塊和分立式MOSFET）。該系列產品依托英飛凌悠久的創(chuàng)新歷史，融合了多項市場領先的技術，如OptiMOS、DrMOS和μDrMOS。

多軌和多相數(shù)字控制器

英飛凌提供用于服務器（以及工作站和高端臺式機）的核心產品是多軌/多相數(shù)字控制器的全系列控制器產品。這些高級控制器符合Intel和AMD的標準，并支持具有AVS（自適應電壓調節(jié)）的PMBUS，用于電壓設定點控制和系統(tǒng)遙測，最高可達50 MHz。

英飛凌的解決方案是可編程的解決方案，提供一個、兩個或三個全數(shù)字控制電壓軌（最高可達10相）。英飛凌還提供了一系列的加倍IC和驅動器，以進一步提高相位數(shù)。

英飛凌先進的控制器系列符合Intel和AMD標準，并支持帶有AVS（自適應電壓調節(jié)）的PMBUS

IR35411 OptiMOS功率級

為了進一步提高效率，IR35411功率級在同一封裝中包含一個低靜態(tài)電流同步降壓柵極驅動器IC、高邊和低邊MOSFET和肖特基二極管。該封裝已針對PCB布局、熱傳遞、驅動器/MOSFET控制時序以及遵循布局指南時的最小開關節(jié)點振鈴進行了優(yōu)化。成對的柵極驅動器和MOSFET組合可以在最前沿的CPU、GPU和DDR存儲器設計所需的較低輸出電壓下實現(xiàn)更高的效率。

具有溫度補償功能的IR35411內部MOSFET電流檢測算法與基于一流控制器的電感器DCR檢測方法相比，它提供了出眾的電流檢測精度。相關的保護包括具有可編程閾值的周期循環(huán)OCP、VCC/VDRV UVLO保護、相位故障檢測、IC溫度報告以及熱關斷。

IR35411是IR35215多相控制器的理想配件。上圖顯示了IR35215如何與四個IR35411進行組合以在6+1配置中創(chuàng)建VR功率級的方式。

傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心設計正在迅速從通用的僅使用CPU的解決方案轉移到CPU和GPU或TPU的組合方案，這些組合方案將對服務器電源解決方案的設計提出更為嚴格的新要求。

英飛凌的數(shù)字控制器帶來前所未有的靈活性和適應性，還提供了精確的控制、遙測和保護功能。英飛凌作為AI電力傳輸市場的領導者，提供了廣泛的控制器和OptiMOS功率級，可以支持所有已知的AI硬件平臺及其苛刻的電流水平。英飛凌使設計人員能夠為現(xiàn)今的高功率AI應用以及未來的需求創(chuàng)造出最高效且功率密度最大的一流電源解決方案。

在IoT世界中，智能設備萬物互聯(lián)，AI技術通常用來處理浩如煙海的龐大傳感器數(shù)據(jù)。而IoT和AI的緊密結合——這場“世紀聯(lián)姻”，同樣需要最先進的傳感器、安全和電力傳輸技術。英飛凌正是以自己高能效、高品質的產品和技術成為這場“聯(lián)姻”的推動者，當然，也不乏聯(lián)盟行業(yè)領先者一起推動，例如震驚業(yè)界的Smart Streetlight——智能路燈項目。