5G時(shí)代萬物互聯(lián)，云計(jì)算的快速發(fā)展令人驚嘆。大型互聯(lián)網(wǎng)公司、云計(jì)算服務(wù)提供商和通信服務(wù)提供商對服務(wù)器的計(jì)算性能和數(shù)據(jù)處理速度有了更高的要求。傳統(tǒng)CPU已不能滿足當(dāng)今的數(shù)據(jù)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(fā)周期、高并行計(jì)算速度和低延遲，以FPGA為核心的加速卡優(yōu)勢顯而易見。

未來，基于PCIe接口和FPGA的熱插拔加速卡市場將出現(xiàn)驚人的增長。對當(dāng)今的硬件來說，加速器仍可以證明其價(jià)值。

新挑戰(zhàn)

這種爆炸性增長的背后是技術(shù)的不斷發(fā)展。無論是提高計(jì)算速度還是增強(qiáng)處理器功能，電源設(shè)計(jì)都面臨不小的挑戰(zhàn)（見圖1）。

隨著數(shù)據(jù)處理的帶寬和要求越來越高，處理器需要的電流和功率也越來越多。加速卡的計(jì)算密度和浮點(diǎn)速度要求也變得越來越難以滿足工業(yè)需求。

加速卡插槽通常都符合PCIe標(biāo)準(zhǔn)，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(jì)算要求而增加，為電源留出的空間不斷壓縮。

在新的挑戰(zhàn)之下，電源模塊以其高集成度、小尺寸和高功率密度的優(yōu)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(zhàn)的同時(shí)，F(xiàn)PGA電源要求也越來越復(fù)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于±3％，而且設(shè)計(jì)中應(yīng)留有足夠的余量。要求優(yōu)化控制環(huán)路以增加帶寬并確保其穩(wěn)定性，同時(shí)謹(jǐn)慎選擇并設(shè)計(jì)去耦電容。

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

3. 輸出電壓紋波：在穩(wěn)態(tài)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(shí)序：在啟動和關(guān)斷期間，F(xiàn)PGA必須滿足特定的時(shí)序要求。

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

• MPM3695-100：提供異相工作模式的100A電源模塊

• MPM82504：第一款具有可并聯(lián)輸出的4通道25A電源模塊

• MPM54304：具有內(nèi)置啟動時(shí)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）。

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https://www.monolithicpower.cn/202303_11