羅德與施瓦茨公司的 MXO5 高性能數(shù)字示波器和 ZES ZIMMER(R&S旗下品牌)LMG 高精度功率分析儀可用于 AI 服務(wù)器電源測試。它們采用先進(jìn)技術(shù)設(shè)計,能夠快速提供精確結(jié)果,洞察電源行為并提供重要解析。
面臨的任務(wù)
隨著 AI 技術(shù)的飛速發(fā)展,大模型訓(xùn)練和推理對算力提出了饑渴般的需求,這直接拉動了 AI 服務(wù)器電源的市場增長。與此同時,AI 服務(wù)器電源技術(shù)也在經(jīng)歷著關(guān)鍵變革。
為應(yīng)對機柜功率從傳統(tǒng) 6kW 向 600kW 甚至1MW 級別邁進(jìn)趨勢,AI數(shù)據(jù)中心的供電開始采用 800V 高壓直流(HVDC)技術(shù),它相比傳統(tǒng)架構(gòu)效率更高,更省空間和材料,也更容易整合新能源。
為了進(jìn)一步保證高效能轉(zhuǎn)換以減少能源損耗,AI服務(wù)器電源在50%負(fù)載(AI服務(wù)器典型工作點)和滿負(fù)載下均追求鈦金(Titanium)甚至更高的效率(如96%+)。每提升1%的效率,對于萬卡集群來說,意味著每年節(jié)省數(shù)百萬的電費和冷卻成本。為此,在技術(shù)上AI服務(wù)器電源一般采用更先進(jìn)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)(如LLC諧振轉(zhuǎn)換器、有源鉗位反激),使用性能更好的功率半導(dǎo)體器件(GaN - 氮化鎵、SiC - 碳化硅 MOSFET),以降低開關(guān)損耗和導(dǎo)通損耗,并提高熱導(dǎo)率。與此同時,EMI問題也需要重視。
除此之外,AI 服務(wù)器芯片(如 GPU)功耗也呈爆炸式增長。單顆功耗已從幾年前的 300W400W 飆升至 1400W(B300),甚至向 1800W(R200)邁進(jìn)。為了應(yīng)對小電壓、大電流供電需求,一般使用多相降壓電路(VRM),通常由20相甚至更多相并聯(lián)共同為GPU核心供電,以均衡熱負(fù)載并提供快速的瞬態(tài)恢復(fù)性能。不僅如此,供電電壓允許的波動范圍(紋波和噪聲)也非常小,通常要求在 ±10mV 以內(nèi)。

測量挑戰(zhàn)性
由AI服務(wù)器電源技術(shù)發(fā)展趨勢可知,針對 800V 甚至更高級別 HVDC 平臺及 SiC/GaN 寬禁帶功率半導(dǎo)體材料的應(yīng)用,傳統(tǒng)示波器 + 高壓差分探頭的測試方案在帶寬、信噪比、CMRR等性能上難以滿足測量需求。
另外,AI 服務(wù)器電源近 100% 的高效率精確表征需要更高測量精度,這對傳統(tǒng)測量儀器的分辨率和測量精度形成挑戰(zhàn)。
多相降壓模塊(Multi-phase Buck Converter)的調(diào)測需要多路同步精確測量,高達(dá)20相的開關(guān)信號讓傳統(tǒng) 4 通道甚至 8 通道示波器難以應(yīng)對。
與此同時,寬禁帶材料快速切邊帶來的 EMI 問題也不容忽視,而傳統(tǒng) EMI 接收機造價高昂,成為眾多電源工程師的稀缺奢侈品。
羅德與施瓦茨解決方案
針對 AI 服務(wù)器電源的各類測量挑戰(zhàn),羅德與施瓦茨提供了全面且系統(tǒng)的測量解決方案。
多通道高性能數(shù)字示波器及附件
羅德與施瓦茨 MXO5 系列示波器具備多達(dá) 8 路信號采集通道,可以很好地應(yīng)對多相電源開關(guān)信號同步調(diào)測。

用戶還可以很方便進(jìn)行多臺示波器級聯(lián),以實現(xiàn)16路、24 路等更多路模擬信號的高精度同步采集。

MXO5 系列示波器還具備 12bit ADC 和高達(dá) 18bit 的 HD 高分辨率模式,是業(yè)內(nèi)垂直分辨率最高的數(shù)字示波器。其超高分辨率是實現(xiàn)高精度效率分析及開關(guān)損耗測量的關(guān)鍵。
MXO5 在最小 500uV/div 垂直量程下可以實現(xiàn) ±5V 偏置,可針對 5V 以內(nèi)直流電壓直接在 DC 耦合下實現(xiàn)高精度電源紋波測量,避免 AC 耦合下的低頻過濾影響。 此外,它還具備性能卓越的頻譜分析功能,支持 dBuV 垂直單位和 Log 對數(shù)頻率坐標(biāo),且支持 Max Hold 最大保持及 Peak List 峰值列表功能,配合 EMI 近場探頭后,是實現(xiàn) EMI 調(diào)測的理想工具。
羅德與施瓦茨 RT-ZISO 光隔離探頭具備高達(dá) 1GHz 帶寬和 90dB CMRR(@ 1 GHz),可有效應(yīng)對寬禁帶材料的高速切變及高共模干擾測量環(huán)境。

ZES ZIMMER LMG 高精度功率分析儀
ZES 四十多年來專注于高精度的功率測量技術(shù)和電力分析系統(tǒng),其LMG系列功率分析儀具備 10MHz 帶寬,高達(dá) 7 路采集通道和 0.015% 的測量精度,是電能質(zhì)量和功率/效率分析的理想選擇。

面對 AI 服務(wù)器電源高壓、高效、多相、低紋波的測試挑戰(zhàn),羅德與施瓦茨提供高精度、多通道、高隔離的完整測試方案,精準(zhǔn)支撐 800V HVDC 與寬禁帶器件電源研發(fā),助力 AI 服務(wù)器電源高效可靠落地。
羅德與施瓦茨業(yè)務(wù)涵蓋測試測量、技術(shù)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)安全,致力于打造一個更加安全、互聯(lián)的世界。成立 90 多年來,羅德與施瓦茨作為全球科技集團,通過發(fā)展尖端技術(shù),不斷突破技術(shù)界限。公司領(lǐng)先的產(chǎn)品和解決方案賦能眾多行業(yè)客戶,助其獲得數(shù)字技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)力。羅德與施瓦茨總部位于德國慕尼黑,作為一家私有企業(yè),公司在全球范圍內(nèi)獨立、長期、可持續(xù)地開展業(yè)務(wù)。
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原文標(biāo)題:【行業(yè)方案】使用R&S儀器助力AI服務(wù)器電源測試
文章出處:【微信號:羅德與施瓦茨中國,微信公眾號:羅德與施瓦茨中國】歡迎添加關(guān)注!文章轉(zhuǎn)載請注明出處。
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