【導讀】5G時代萬物互聯

，雲計算的快速發展令人驚歎。大型互聯網公司
、雲計算服務提供商和通信服務提供商對服務器的計算性能和數據處理速度有了更高的要求。傳統CPU已不能滿足當今的數據處理要求。

以GPU為核心的硬件加速卡仍遙遙無期，就目前而言
，因其可配置性
、靈活性、較短的開發周期
、高並行計算速度和低延遲
，以FPGA為核心的加速卡優勢顯而易見。

未來，基於PCIe接口和FPGA的熱插拔加速卡市場將出現驚人的增長。對當今的硬件來說，加速器仍可以證明其價值。

新挑戰

這種爆炸性增長的背後是技術的不斷發展。無論是提高計算速度還是增強處理器功能，電源設計都麵臨不小的挑戰（見圖1）。

圖1：加速卡的發展趨勢

隨sui著zhe數shu據ju處chu理li的de帶dai寬kuan和he要yao求qiu越yue來lai越yue高gao，處chu理li器qi需xu要yao的de電dian流liu和he功gong率lv也ye越yue來lai越yue多duo。加jia速su卡ka的de計ji算suan密mi度du和he浮fu點dian速su度du要yao求qiu也ye變bian得de越yue來lai越yue難nan以yi滿man足zu工gong業ye需xu求qiu。

加速卡插槽通常都符合PCIe標準，因此電路板尺寸是固定的。但處理器的尺寸因不斷增長的計算要求而增加
，為電源留出的空間不斷壓縮。

在新的挑戰之下，電源模塊以其高集成度
、小尺寸和高功率密度的優勢脫穎而出，完全滿足了加速卡的電源要求。

新需求

在加速卡提出新挑戰的同時，FPGA電源要求也越來越複雜。這些新的電源要求如下所述（如圖2所示）：

 1.輸出電壓偏移：電壓軌的輸出電壓偏差必須小於±3％
，而且設計中應留有足夠的餘量。要求優化控製環路以增加帶寬並確保其穩定性，同時謹慎選擇並設計去耦電容。

2.單調啟動：所有電壓軌的啟動必須單調上升，而且應避免輸出電壓回到其起始值。

3.輸出電壓紋波：在穩態操作中，所有電壓軌（模擬電壓軌除外）的輸出電壓紋波必須至少為10mV。

4.時序：在啟動和關斷期間
，FPGA必須滿足特定的時序要求。

圖2：FPGA電源設計要求

為了應對新的電源挑戰與要求
，MPS的高級應用工程師們專門針對PCIe接口和FPGA可插拔加速卡做了技術直播
，介紹了MPS的幾種主要電源模塊產品：

●    MPM3695-100：提供異相工作模式的100A電源模塊

●    MPM82504：第一款具有可並聯輸出的4通道25A電源模塊

●    MPM54304：具有內置啟動時序配置的4通道3A電源模塊

直播中還介紹了MPS特有的雙輸入電源解決方案，該方案可以滿足大功率加速卡的雙輸入（PCIe電源+輔助電源）需求（見圖3）。

圖3：雙輸入電源解決方案

借助MPS專有的多相恒定導通時間（MCOT）技術，該解決方案可以確保在雙輸入環境中共享電源模塊的電流，並且在單PCIe電源和雙輸入情況下均可正常工作。

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