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Vicor Power-on-Package
XPU (CPU,GPU) の厳しい要求仕様に応えるため、給電システムを再構成 詳しく見る

XPUに実装する新しい電源のアプローチ

Vicor Power-on-Package テクノロジーは、CPUやGPU(またはXPU)に課せられた課題を、「最後の1インチ」による外部の大電流供給によって克服することで、パフォーマンスを向上させ、マザーボードの設計を単純化するだけではありません。これにより、XPUは、人工知能などの高性能アプリケーションを実現するために必要不可能な以前はできなかった性能のレベルを達成することができます。

Benefits of Power-on-Package

Power-on-Packageの利点

電力供給

より高いピークと電力供給

基板の銅および XPUソケット間の接続部の抵抗を10分の1以下に削減

10X

XPU 電力ピン数を10分の1以下に削減

Power-on-Package技術を使えば、高性能なXPUにこれまで困難だった数百アンペアという電源電流を供給することができます。

大規模なデータの​マイニング

人工知能

機械学習

自動運転車両

XPUソケット内のマザーボードの導体とインターコネクトで構成されているXPUまでの短い距離、「最後のインチ」が、XPUのパフォーマンスとシステム全体の効率おいて、「制限される要素となりました。人工知能、機械学習、大規模なデータマイニングなどの高性能アプリケーションの絶えず増大する要求に応えて、XPUの動作電流は数百アンペアまで上昇しました。 高電流給電ユニットがXPUの近くに配置されているPOL(point-of-load)電源アーキテクチャは、マザーボード上の電力分配損失を軽減しますが、XPUとマザーボード間の相互接続の問題を軽減するものは何もありません。 XPU電流が増加するため、XPUソケット内のマザーボードの導体とインターコネクトで構成されているXPUとの距離が短い、XPUのパフォーマンスとシステム全体の効率が制限されています。
VicorのPower-on-Package モジュラカレントマルチプライヤ(MCM)は、XPUパッケージ内に収まり、Vicor のFactorized Power Architecture技術の効率、密度、帯域幅の利点を拡張し、すでに早期採用をされているお客様より、48V XPU直給電の他のアプリケーションで確立されています。

(HPC)システムは、2020年に1EFlop / sに
到達する見込みであり、1990年代半ばと比較すると
コンピューティング・パワーは10億倍に増加するといわれている。

従来のPoL電圧レギュレータでは不可能だった課題を解決

従来のマザーボードに配置されたVRは、XPUがフルスペックで実行することを制限するため、これにより最大の性能に必要な現在の給電要求には制限があります。 XPUは、これらの制限のために、動作周波数と一時的なイベントを「プルバック」します。 VRとXPUとの間には、マザーボードのPCBとソケットの相互接続インピーダンスで構成された電力供給ネットワークと呼ばれる複合インピーダンスがあります。 この電力供給ネットワークは損失を増やし、VRがXPUに電力を供給するのを妨げます。

Conventional VRs

従来の電圧レギュレータのデメリット

Scale

サイズが大きいため、プロセッサに近接できない

Scale

電流増加への対応が難しい

Efficiency

各フェーズ電流のバラツキにより、効率が下がる

Efficiency loss chart

電力給電ネットワークの最後のインチ

VRとXPUの間の抵抗は合計で数百μΩです。 電力損失は、約200Aの 平均電流消費と平均電流の約2倍のピーク電流を持つXPUではかなり 大きくなります。

従来の電力給電では、よりたかい需要では十分な成果が得られない

  • 他のI/Oを追加する際に制限があるため、電力供給に必要なピンの数は増加し続ける  
  • マザーボード上のより大きな電力供給損失
  • ピーク電力需要を満たすための拡張が不可能
  • 複雑な電力供給ネットワークを克服するために必要な 設計上の複雑さ

電力給電ネットワークの最後のインチ

VRとXPUの間の抵抗は合計で数百μΩです。 電力損失は、約200Aの 平均電流消費と平均電流の約2倍のピーク電流を持つXPUではかなり 大きくなります。

従来の電力給電では、よりたかい需要では十分な成果が得られない

  • 他のI/Oを追加する際に制限があるため、電力供給に必要なピンの数は増加し続ける  
  • マザーボード上のより大きな電力供給損失
  • ピーク電力需要を満たすための拡張が不可能
  • 複雑な電力供給ネットワークを克服するために必要な 設計上の複雑さ

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