服务器电源架构向VPD(垂直供电)升级:供应格局梳理一. 服务器供电架构服务器供电是将电网高压交流电(AC)逐步转换为芯片低压直流电(DC)的多级转换过程。转换流程:AC市电→变压器→UPS→AC/DC模块(交流转直流)→DC/DC模块(直流降压)。英伟达NVL72采用三级架构实现分层降压:Power Shelf/PSU(AC→DC)→PDB(48V→12V DC)→VRM(12V→1V DC)。二. 按转换层级划分2.1一次电源(1)功能:将电网交流电(220V/380VAC)转换为中压直流电(48V DC),负责机架供电。(2)物理形态:PSU,通常内置于Power Shelf。2.2 二次电源(1)功能:将48VDC降压至12VDC,作为中压转换枢纽,并用于服务器内部主干供电。(2)物理形态:部分PSU已集成二次电源功能;也可采用PDB(电源分配板)/板载DC-DC模块,安装在服务器内部。2.3 三次电源(1)功能:将12V DC降压至芯片级电压(如1V/0.8V),直接为CPU/GPU供电。(2)物理形态:VRM(电压调节模块),直接焊接在主板PCB,紧贴CPU/GPU。三. 产品形态3.1 PSU(电源供应单元)(1)作用:交直流转换,分为AC/DC、DC/DC两个转换环节;由整流桥、PFC模块、EMI滤波器、高频变压器等组成。(2)位置:独立模块,可插入服务器机箱或Power Shelf。3.2 Power Shelf(电源架)(1)作用:机柜级供电单元,负责电力分配、冗余管理、动态负载响应;通常安装在机柜底部、侧柜。(2)组成:每组含6个PSU插槽(通常5个PSU工作,1个冗余备用);并集成PDU(配电单元)、BBU(电池备份单元)等。四. 芯片级电源架构升级:VPD(1)LPD(横向供电)传统供电架构,电源模块部署在芯片周边的PCB上层,电流沿水平方向通过走线输送至芯片引脚;路径较长、损耗较大、且占用芯片周边空间。(2)VPD(垂直供电)VPD是面向AI服务器等大电流负载场景的新型供电架构,以最短路径、最低PDN损耗实现高密度供电:其核心是将电源模块部署在芯片正下方的PCB背面,通过基板底层的供电通孔(Via)直接为芯片供电。目前Vicor、英飞凌、MPS、台达已有VPD相关布局。五. 电源供应格局(1)一次电源(PSU/Power Shelf):台达、宝光、伟创力、维谛技术、麦格米特、欧陆通。(2)二/三次电源(PDB/VRM):ADI、英飞凌、瑞萨电子、MPS、新雷能。
