用尖端技術解決人工智慧伺服器的能源需求

隨著人工智慧 (AI) 持續演變，人工智慧伺服器對能源的需求也隨之激增。人工智慧應用快速成長，需進階的解決方案以便有效率的管理和最佳化功耗。

人工智慧伺服器在處理龐大資料時不可或缺；此裝置需要大量能源才能有效率運作。能源需求的激增是資料中心的新挑戰，必須考量如何平衡效能與永續性。目前已針對此問題開發創新技術，目標為提高能效，以及減少人工智慧作業對環境造成的影響。

其中一項進展是實作精細的電源管理系統。此類系統可依據工作負載動態調整用電，確保能源得到充分運用。這些電源管理解決方案利用即時資料和預測性分析，可大幅降低能源消耗但不影響效能。

此外，整合高效率電源供應器和先進冷卻技術，可將能源消耗降至最低。現代電源供應器的設計目標為提供更高的效率，以減少能源浪費。相較於傳統氣冷式冷卻，液冷式等進階冷卻方法可達到更優異的熱管理，進一步提升能效。

Microchip Technology 走在技術最前端，提供一系列可滿足人工智慧伺服器能源需求的產品和解決方案。致力於開發節能技術，為達到更永續的人工智慧作業鋪路。

人工智慧伺服器功率元件技術的進展

功率元件技術 (包括 MOSFET 和閘極驅動器) 近期以降低電阻、加速切換、提升熱效能的創新發展，顯著提高功率轉換效率。目前，伺服器的電源供應器單元 (PSU) 採用碳化矽 MOSFET 和氮化鎵 FET 等先進的寬頻隙元件，達到更高的切換頻率並減少對磁性組件的需求。此外，伺服器的電源供應器單元正從傳統的機械繼電器轉換到固態繼電器，可提供更小覆蓋區、更高可靠性，並且在高溫下達到更佳效能。

對具備數位訊號處理能力的進階控制器之需求

具有整合數位訊號處理 (DSP) 能力的微控制器 (MCU) 是這項技術發展的關鍵。這些先進的微控制器管理複雜的演算法，以最佳化電源管理，精準控制電源供應器的效能。其具備即時資料處理能力，可以適應人工智慧伺服器波動的電力需求，確保達到高效率配電。Microchip 的 dsPIC® 數位訊號控制器 (DSC) 在設計上專為滿足人工智慧伺服器和資料中心中電源供應器單元和配電單元 (PDU) 的嚴格電源轉換和控制要求。

dsPIC33 數位訊號控制器的主要特點

dsPIC33 數位訊號控制器 是資料中心數位電源轉換的必要元件。選用雙核心，每核心運作頻率高達 100 MHz；選用單核心，每核心運作頻率高達 200 MHz。具有先進晶片上周邊裝置，用於智慧電源供應器設計，以及主要核心和輔助核心，用於獨立功能設計。主要核心管理通訊和系統級功能，輔助核心則處理延遲關鍵演算法。可設定的 PWM 控制輸入支援各種電源拓撲，並且可以進行即時韌體升級。針對 GPU 電源供應器，dsPIC 數位訊號控制器採用含角落加強結構的 4x4 mm 封裝，符合 IPC-9592B 規範的磚型 DC-DC 規格，其周邊裝置整合可減少物料清單和系統成本。高速 PWM 支援功率因數校正、諧振轉換器、同步整流的複雜演算法，進而提高電源供應器的效率。還可以達到強大的電源監控、預測性維護，並透過精確測量、先進的控制演算法、資料分析、故障管理，確保資料中心正常運作。

dsPIC 數位訊號控制器針對數位電源轉換的特點

這些控制器支援多種通訊協定，能達到無縫整合，並具有快速 ADC 和中斷能力，可進行快速故障偵測和回應。dsPIC 數位訊號控制器提供精準的功率轉換控制，並達到最低能源浪費和熱生成，藉此提高人工智慧伺服器和資料中心的能效。不同的記憶體大小、引腳數、周邊裝置選項，可提供擴充性，允許客製化設計。Microchip 提供軟體庫和 MPLAB X IDE 等工具支援開發，其高效能 DSP 引擎和專用周邊裝置，有助於以最少的外部組件完成先進的數位控制迴路。

Microchip 的 dsPIC33A 數位訊號控制器 (圖片來源：Microchip)

新型 dsPIC33A 核心如何進行數位電源轉換

人工智慧伺服器等先進應用需要高效率電源管理、嚴格的安全性、功能安全措施，因此需要高效能數位訊號控制器。此需求促使 dsPIC33A 等單元的開發；這些單元具有增強型 CPU，能以更高的時脈速度運作。這些數位訊號控制器每秒可處理更多指令，且具備更快的響應時間和複雜的演算法，滿足管理電源需求並可提高資料中心效率。強化的處理能力支援先進控制演算法，可提高電源轉換效率和穩定性。增強的監控能力可確保關鍵應用的可靠性。安全威脅持續增加，實施韌體認證和裝置身份驗證的加密技術成為關鍵，因此提高了記憶體和效能要求。dsPIC33A 數位訊號控制器為現代應用提供卓越的效能、效率、靈活性，對數位電源轉換產生重大影響。

結論

人工智慧伺服器的電源需求不斷成長，其對應的挑戰可以透過電源技術的尖端進展因應。運用高效率 MOSFET、精密閘極驅動器以及配備高效能和先進周邊裝置的 dsPIC 數位訊號控制器，可以開發出滿足人工智慧伺服器密集能源需求的電源供應器。數位電源轉換和先進的演算法是維持這些電源供應器峰值效率的關鍵。為了讓人工智慧伺服器具備最尖端的技術，產業領導廠商和資料中心營運商必須投資最先進的電源供應器解決方案。運用這些先進技術，可確保人工智慧伺服器除了提供卓越的效能之外，還能以最佳能效運作，為高效能運算領域更永續且更具成本效益的未來鋪路。