电子产品世界

　　在2016年3月9日的OCP(开源计算项目) 2016峰会上，谷歌宣布加入OCP联盟，并贡献了其48V整机柜解决方案。

　　从2012年开始，谷歌便开始建设第一代48V供电架构，机柜级采用48V，但仍采用12V输入的服务器主板，通过机柜内DC/DC降压到12V，最后再进一步降压到CPU的POL(负载点)节点;从2013年开始，由于48V直接转负载点方案的成熟，开始采用第二代48V机柜和UPS，此时服务器主板直接支持48V，并直接从48V降压到CPU的POL节点，减少了12V中间转换环节，效率更高，成本更低。

　　在谷歌的介绍资料中(如图1)，我们可以看到其服务器机架的形态和采用48V机架的原因：减少了传输损耗，丰富的48V系统生态，48V转负载点技术的大规模应用和验证。

谷歌48V机柜的布局

　　在数据中心长时间大规模验证下，采用正48V的谷歌系统的能效和其它方案的对比情况如下，并且特别指出，在采用48V的供电架构，路径上的损耗将进一步减少。

　　从表1的参数我们可以计算得到，采用48V供电的总体损耗为7.9%，而采用12V传统架构的损耗为10.7%，损耗减少超过30%。

　　Vicor的48V架构称为FPA(Factorized Power Architecture)，由两个部分构成(如图2)。前端为采用升降压拓扑结构的预稳压模块(PRM)，提供稳定的Vf母线电压，输出电压会根据负载的变化快速响应。后端为采用专利正弦幅值变换器(Sine amplitude converter)的电压变压模块(VTM)，将Vf母线电压转换到负载点电压，其工作特性为理想变压器，可以将能量存储在高压侧电容，从而极大减少负载点的大电容。VTM采用零电压、零电流的软开关技术，工作频率高达2MHz以上，具有领先的功率密度，Intel实验室的测试表明，其噪声比传统的12V VR低一个数量级，因此可以放置在非常靠近CPU的地方(如图3)，进一步减少电源输出端到CPU电源引脚间的功率损耗。

　　随着高性能计算，以及GPU等应用发展，未来的服务器功耗将不断增加，未来机柜内母线电压一定会往48V方向发展，特别是在HPC等高性能计算场合。随着谷歌公司宣布加入OCP，极大促进了48V产业链的生态完整，表明在数据中心供电架构上在稳步朝着48V的方向前进。我们已经看到有国内服务器厂商已经推出了关于48V直流输入的服务器验证机。

　　最后，我们在数据通讯领域看到如图4的电源发展趋势，会有越来越多的系统采用48V供电架构。

本文来源于中国科技期刊《电子产品世界》2016年第6期第79页，欢迎您写论文时引用，并注明出处。

关键词： OCP 谷歌 Vicor 201607