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在 2016 年 3 月 9 號的 OCP 2016 峰會上，谷歌宣布加入了 OCP 聯(lián)盟，并貢獻了其 48V 整機柜解決方案，事實上，這已經(jīng)是谷歌第三代的 48V 供電架構。48V 數(shù)據(jù)中心架構也因為谷歌的推動而加速在全球的互聯(lián)網(wǎng)和數(shù)據(jù)中心企業(yè)中的擴展，伴隨而來的則是電源芯片廠商們的瘋狂跟進。繼 Vicor 之后，意法半導體、美信等企業(yè)紛紛推出針對 48V 數(shù)據(jù)中心的轉(zhuǎn)換器產(chǎn)品。時隔兩年后，與非網(wǎng)記者于近日采訪了 Vicor 公司全球營銷總監(jiān) Robert DeRobertis，就 48V 電源轉(zhuǎn)換器的最新技術和市場進展進行了深入溝通。
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Vicor 公司全球營銷總監(jiān) Robert DeRobertis
48V 數(shù)據(jù)中心新進展
如果說兩年前谷歌公開 48V 數(shù)據(jù)中心架構是個起點，那么經(jīng)過兩年的市場推動，48V 數(shù)據(jù)中心目前應該進入了一個技術和市場的發(fā)展期，但事實上似乎這個進展比我們預想的要慢。雖然 48V 數(shù)據(jù)中心的優(yōu)點十分明顯，包括可明顯降低損耗，極大提高功率密度等，但畢竟數(shù)據(jù)中心屬于擁有較長生命周期的應用，同時涉及到眾多軟硬件生態(tài)的配合，尤其是主板廠商的參與，它的變革需要一個過程。
今年 3 月英偉達發(fā)布的 DGX2 GPU 可能加速這一進程。這款世界最大的 GPU 產(chǎn)品號稱可以取代 300 臺消耗為 180 千瓦的雙 CPU 服務器，針對深度學習和人工智能而設計。5 年前，在 2 個 GTX 580 上訓練 Alexnet 神經(jīng)網(wǎng)絡需要花費 6 天，但現(xiàn)在使用 DGX-2 只需要訓練 18 分鐘。時間單位從“天”降低到“分鐘”，產(chǎn)生巨大對比。而 DGX2 采用的就是 48V 電源架構。作為該產(chǎn)品的電源芯片供應商，Vicor 對 DGX2 將給數(shù)據(jù)中心帶來的改變持樂觀態(tài)度?！叭绻掌飨胍邆渖疃葘W習功能，那么英偉達的 DGX2 將是首選。要用這款產(chǎn)品，就必須要用到 48V 電源?！盧obert 如是說。
Vicor 為英偉達 DGX2 產(chǎn)品提供合封電源 (PoP) 解決方案以及 PI3526 ZVS 降壓穩(wěn)壓器。而針對現(xiàn)有很多數(shù)據(jù)中心只能提供 12V 電源，但又有企業(yè)想要采用英偉達的這款 GPU 產(chǎn)品的需求，Vicor 推出了一款 12 - 48V NBM 模塊 2317 NBM。這款 2317 NBM 是雙向轉(zhuǎn)換器，不管是在輸入為 12V，輸出為 48V 應用下，還是在輸入為 48V 而輸出為 12V 應用下，均可穩(wěn)定提供 750W 的功率，帶來超過 98%的峰值效率。用戶可通過這款產(chǎn)品實現(xiàn)對原有 12V 電源的改造，從而實現(xiàn)對英偉達 GPU 產(chǎn)品 DGX2 的支持，幫助其更快的在產(chǎn)品中實現(xiàn)深度學習和人工智能技術。
48V 電源的其他市場機會
除了數(shù)據(jù)中心，Vicor 公司商務拓展經(jīng)理陳歷忠還向我們介紹了其他幾個 48V 電源的典型應用場景，同時也是 Vicor 看到的市場增長機會：
1. 鐵路交通。陳歷忠表示，Vicor 目前是鐵路領域最大模塊電源供應商，從第一代到第二代的模塊電源都有應用，部分第一代產(chǎn)品已經(jīng)進入市場一二十年的歷史，因為性能十分穩(wěn)定可靠，雖然功率密度、效率無法跟第二代產(chǎn)品相比，但仍有客戶在采用。而 Vicor 的最新產(chǎn)品正在研發(fā)中，該公司志在通過產(chǎn)品的不斷更新?lián)Q代來保持市場份額。
陳歷忠介紹，通常高鐵空調(diào)、自動控制、診斷以及車門顯示控制等多個部位，以及鐵路通信系統(tǒng)等，都需要高可靠性電源。從核心通信到輔助動作以及照明等，每節(jié)高鐵車廂可能需要用到幾十顆電源轉(zhuǎn)換芯片，“Vicor 在其中擁有超過一半的占有率”。陳歷忠講道。
2. 巡察無人機。這里指的不是消費級的小型無人機，而是工業(yè) / 國防用的系留無人機，因為要實現(xiàn)更長的飛行時間和更大的有效載荷需要義工 30 米的系纜來增加本地電池，同時需要通過系纜傳輸高電壓，而最大限度降低輸電損耗。設計的挑戰(zhàn)在于由于飛行器的重量增大，飛行范圍和有效載荷能力因此會降低，無人機的電壓在 200-400VDC 之間變化，因為 30 米的系纜上有壓降，需要支持與電源隔離，同時需要備份電池。Vicor 可為這類應用提供 6 個 300Vin DCM DC-DC 轉(zhuǎn)換器模塊，分別為 6 個轉(zhuǎn)子電機供電，其中 DCM 輸入電壓可調(diào)節(jié)，支持電池充電和電機啟動?！癡icor 的優(yōu)勢在于 DCM 的寬輸入電壓范圍支持主系纜輸入和電池備份電壓，具有高功率密度、小巧、重量輕的特點，我們也有強有力的現(xiàn)場技術支持?！?/p>
3. 室外大屏顯示。室外商業(yè)用的大屏顯示越來越普遍，趨勢是要不斷擴大當前顯示屏尺寸，以連接多個面板在更多建筑物上可靠工作，通過最大限度減少能耗來降低運行成本，還要提高顯示屏色彩保真度。設計的挑戰(zhàn)在于要最大限度減少數(shù)百米電纜上的配電損耗，減輕顯示面板與相關線纜的重量，以便實現(xiàn)輕松安裝，同時很多企業(yè)內(nèi)部設計團隊的電源專業(yè)技術有限。Vicor 公司提供的解決方案包括 380VDC 的 AC 前端供電，該電源由母線向遠程安裝的個體顯示面板傳輸，HVDC 有助于使用直徑更細、質(zhì)量更輕的電纜，每塊顯示面板上都有一個 BCM 高壓母線轉(zhuǎn)換器模塊將 380V 母線轉(zhuǎn)變成 48V。ZVS 降壓穩(wěn)壓器將轉(zhuǎn)換 48V，為顯示屏驅(qū)動器提供 12V 及 5V 的電壓軌?！癡icor 的解決方案具有小尺寸特點，可最大限度降低空間和重量，ZVS 降壓穩(wěn)壓器取消了直接采用 48V 工作的轉(zhuǎn)換級，同時我們的解決方案提供高效率，減少了余熱，改善了色彩保真度和可靠性?！标悮v忠如是說。
4. 4G 遠程射頻單元。當前通訊 / 基站的 4G 遠程射頻單元需要減少分配給輔助軌的空間才能滿足超大電源的需求。而 Vicor 的解決方案用兩個 ZVS 降壓穩(wěn)壓器將 48V 轉(zhuǎn)換為 5.5V，用于子系統(tǒng)，轉(zhuǎn)換為 12V 用于電機，一個 ZVS 升降壓穩(wěn)壓器為 PA 驅(qū)動器提供 28V 穩(wěn)壓電軌。陳歷忠這樣介紹 Vicor 解決方案的優(yōu)勢，“Vicor 采用最新 GaN 射頻技術將發(fā)送器功率增加一倍，不會增大系統(tǒng)電源尺寸，輔助軌效率也比此前的解決方案高 3%?！?br />
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