Skip to main content
Vicor Power-on-Package技術
高性能プロセッサとAI向けASICへ給電する48V - PoLレギュレータを革新 動画を見る

XPUに実装される電源への新しいアプローチの利点 

Vicor Power-on-Package 技術は、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解決することで、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、従来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技術の特長

Power delivery

高効率、1000A以上の 大電流

50X

マザーボードの配線幅を減らし、プロセッサの配電抵抗を50分の1に低減

10X

XPUの電源ピン数を10分の1以下に削減

Power-on-Package 技術は、これまで実現できなかった何百アンペアという定格電流を
高性能アプリケーションに提供します

Vicor-industry-big-data-large.jpg

大規模なデータの​マイニング

Vicor-industry-ai-large.jpg

人工知能

Vicor-industry-machine-learning-large.jpg

機械学習

Vicor-industry-waymo-van-large.jpg

自動運転車両

ビッグデータマイニングや機械学習やディープラーニングアプリケーションを備えた人工知能などの高性能アプリケーションに対するクラウド内でのますます増大する電力要求に応えて、プロセッサの動作電流は数百アンペアにまで上昇しました。マザーボードの電源プレーンとプロセッサソケット内の相互接続で構成される、プロセッサまでの残りの短い距離(ラストインチ)の電力供給ネットワーク (PDN)は、プロセッサのパフォーマンスとシステム全体の効率を制限する要因となっています。

VicorユーザーからのGPU/CPUピーク電流要件が増大

Vicor customer peak CPU/GPU current

従来のPoL電圧レギュレータでは実現できなかった課題を解決

Conventional VRs

従来のマルチフェーズVRのデメリット

Scale

低電力密度のVRはプロセッサに近接出来ない

Scale

電流の増加に伴い電力密度の問題が増加する

imbalance

大電流供給のためのフェーズ追加はフェーズの不均衡をつくる

Noise

大きなスイッチングノイズ

VRからプロセッサの配電損失 「ラストインチ」

power loss
Efficiency loss chart

Vicorのテクノロジーで「ラストインチ」を解消

Factorized Power Architecture (FPA) は、従来のマルチフェーズレギュレータに取って代わり、より高い電力密度と電力システムの高効率化を実現します。

FPAによる電力変換は個別に電圧変換を行うことにより、それぞれの機能に最適化してパフォーマンスを最大化できます。レギュレーションモジュールはマザーボードの任意の場所に配置でき、重要な電流供給モジュールであるカレントマルチプライヤは大電流密度、高効率、低ノイズへと最適化されており、プロセッサの非常に近くに配置できます。カレントマルチプライヤは、1000アンペアを超える大電流を供給でき、PDN抵抗を従来の50分の1に削減できます。プロセッサ電流に応じて、Vicorはプロセッサの側面(水平方向)もしくは背面(垂直方向)へ配置するFPAモジュールを提供します。 

Factorized power regulation and transformation stages

Factorized power

High-current multiplication next to the processor

Factorized power to processor

Power-on-Packageソリューション

水平方向の電源供給 - LPDソリューション

大電流給電は、マザーボードまたはプロセッサ基板上のプロセッサに隣接して配置されたMCM (Modular Current Multiplier) モジュールを介して提供されます。プロセッサ基板上にMCMを配置するとき、PDN損失が最小限に抑えられます。また、プロセッサ基板からマザーボードへのBGAピンのうち、電力配電に割り当てられるピンの数を減少させることができます。

Lateral Power Delivery
lateral power

垂直方向の電源供給 (VPDソリューション)

非常に大きなプロセッサ電流の場合、VPDはカレントマルチプライヤモジュールをプロセッサの真下に配置することにより、LPDよりもさらに10倍のPDN抵抗を低減します。垂直方向に電力を供給することは、高速I/Oおよびメモリ用の上部PCBボード領域を開くという追加の利点があります。VPDソリューションは、Vicor LPDソリューションと同じカレントマルチプライヤを用いますが、通常はプロセッサの下に配置されている高周波バイパスキャパシタンスをMCMに接続されているギアボックスパッケージ内に配置します。また、ギアボックスは、MCMの出力ピンからプロセッサの電源ピンへの必要なピッチの変更を可能にし、その出力電源ピンも、パフォーマンスを最大化するためにプロセッサ、またはASICの電源マップと一致します。

Vertical Power Delivery
Vicor Power-on-Package Vertical Power Delivery

See how Gyoukou, the ExaScaler/PEZY ZettaScaler-2.2 liquid immersion cooling supercomputer leverages Power-on-Package

コンテンツ

Power-on-Package diagram