關于MPS公司的超強供電方案的介紹

CPU作為服務器數據處理的核心，引領著服務器平臺和產品的更新換代。Intel作為服務器CPU市場的翹楚，擁有約90%的市場份額。以Intel CPU為核心的服務器架構及其供電規(guī)范，一直以來都被世界各大服務器廠商廣泛采用。

眾所周知，Intel 服務器CPU的"Turbo”工作特性使其瞬時功率頻繁地在極短時間內大幅度變化。新一代的供電規(guī)范“VR13HC”，其CPU核心的 Turbo峰值負載電流將近500A，而谷值電流通常在100A左右，CPU核心將以上千A/us的速率進行數百安培的負載階躍跳變。如此嚴苛的負載條件，對供電方案是巨大的挑戰(zhàn)。放眼全球，能為Intel CPU提供供電方案的廠商屈指可數。

MPS公司作為電源芯片和供電方案提供商，在Intel平臺的服務器板級供電方案深耕多年，擁有為CPU、內存、PCH等核心部件供電的全套產品。

圖一展示了MPS面向Intel 平臺服務器的控制器產品布局。

圖一: MPS面向Intel平臺服務器的數字控制器

其中MP297x系列數字控制芯片是MPS為VR13HC量身打造的：

MP2975在QFN-40 (5mm x 5mm)的封裝下支持最高8相PWM輸出和相電流采樣，且相數可在兩路電壓輸出之間靈活分配，用于為CPU核心供電。

MP2978支持雙路最高4+1相工作，用于為DDR4內存組供電。

MP2976支持雙路1+1相工作，適合于為各組小電流power rail供電。

而增強版MP2972更是在QFN-48 (6mm x 6mm)的封裝下實現了多達12相的PWM輸出及相電流采樣，為CPU功率的擴展做好了準備。

圖二是MP297x系列控制搭配MPS高效率DrMOS（集成驅動Power MOSFET），針對Intel VR13HC主流平臺Whitley的典型應用。

圖二: MPS全套供電方案針對Whitley平臺的典型應用

可以看到，CPU有五組不同電壓的power rail。其核心 “VccIN”不僅功率高，且有Turbo特性，從而需要7組相互交錯并聯的DrMOS共同為之供電。MP2975額外的一相則可為另一路VccSA power rail供電。加上MP2978和MP2976，只需三個控制器即可為CPU的五組power rail供電。類似地，兩側的內存組分別只需一個MP2978控制器。圖三展示了此全套供電方案的EVB。

圖三：MPS VR13HC全套供電方案EVB

新一代MP297x系列控制器不僅兼容業(yè)內主流廠商的控制器封裝，其卓越的性能和簡單易用的特點更是得到Intel的充分肯定和歡迎，從而成為Intel官方多個標準參考設計的首選控制器。下文將帶大家進一步了解已在業(yè)內聲名鵲起的MP297x系列數字控制器。

1

首先，MP297x系列控制器是支持雙路電壓閉環(huán)輸出的多相數字控制芯片。在業(yè)內同級別的控制器中，該系列控制器的外圍電路最簡潔，所需的輔助器件最少。

與此同時，只需通過調整控制器內部的寄存器便可適應不同功率等級的應用，而無需修改外部電路。這大大提高了客戶方案的兼容性，也縮短了客戶產品的開發(fā)周期。圖四為MP2975在雙路輸出且相數配置成7+1時的典型電路。

圖四：MP2975的典型電路（相數配置成7+1）

2其次，MP297x系列控制器采用MPS專利的改進型Constant On-Time數字控制策略，結合特有的非線性控制，既擁有良好的穩(wěn)定性，又能適應嚴苛的動態(tài)負載工況。

相比于競爭對手，MP297x在同等硬件設計下擁有更好的動態(tài)特性。換言之，服務器廠商可用更少的外部器件（尤其是輸出電容）得到相同的性能，從而降低物料成本。

而另一方面，MP297x的環(huán)路調節(jié)非常容易。通過I2C總線，用戶只需在MPS的GUI中調整寄存器值，即可輕松改變環(huán)路靜態(tài)和動態(tài)特性。且數字化的環(huán)路使得不同相數下的特性可以分別優(yōu)化。

值得一提的是，在Intel官方設計的驗證板上，MP2975是業(yè)內首個滿足VR13HC CPU動態(tài)負載要求的控制器，而MP2978則是業(yè)內首個滿足新一代DDR4內存動態(tài)負載要求的控制器。圖五展示了MP2975在VccIN power rail進行375A階躍負載跳變測試時的典型波形。Channel 4為輸出電壓VccIN；Channel 3為負載電流IccIN（通過電壓采樣）。

圖五：MP2975在VccIN power rail進行375A階躍負載跳變測試時的典型波形

3其他特性上，MP297x系列控制器可以輸出高達3MHz開關頻率的PWM。作為多相控制器，MP297x配備了Auto-Phase-Shedding、IVID、DrMOS Standby以及Low-Power-Mode等功能用于優(yōu)化系統(tǒng)的輕載效率。數字化的load-line和環(huán)路補償使得客戶不必修改外部器件就可調節(jié)系統(tǒng)特性。各類輸入、輸出、溫度的監(jiān)測和保護功能更是一應俱全，且全部通過數字化的方式配置和呈現。內置的NVM和Multi-Configuration功能可以同時將多套配置存儲在芯片中。各類實用功能不勝枚舉。

4另外，MP297x系列控制器不僅支持Intel的SVID協議，還兼容PMBus、AVSBus和PVID，可為通用的低壓大電流負載提供供電方案。

服務器性能的不斷提高是互聯網市場規(guī)模擴大和技術發(fā)展的重要硬件保障。而服務器性能的提升，不但要求其各個數據處理部件擁有更強的性能，也勢必需要更優(yōu)越的供電系統(tǒng)。