New-Tech Magazine | OCT 2021 | Digital Edition

gure 2 (Graphic added from Vince ’ s WIP, Paul ’ s tes in red)

Figure 1

Is there some way to illustrate the I/O? Perhaps a black field with white dots and the yellow current working its way through?

Effect of core voltage on 400W TDP processor with 100 µ Ω PDN

8.0%

7.0%

Add a (semi-transparent?) block to illustrate the heatsink assembly

6.0%

5.0%

% Voltage Drop due to resistance

4.0%

3.0%

2.0%

Add a block into the center of the processor noting where the current flows as noted in the caption

1.0%

0.0%

1

0.95

0.9

0.85

0.8

0.75

0.7

Core Voltage

. 1 איור

. 2 איור

Caption : A typical processor package, shown in red, is 60mm x 60mm. All of the heat is generated by the core, which is typically much smaller than the package (e.g. 30mm x 30mm) and sits in the center of the package. All of the current consumed by the processor must make its way to the center of the package while avoiding all of the I/O exiting the processor.

Caption : A processor thermal system is typically designed for a fixed Thermal Delivery Power (TDP). As the core voltage drop, the amount of current required to satisfy TDP rises, placing additional burdens on the power delivery network. The table above illustrates how a 22% drop on core voltages increases the voltage drop due to the PDN by 60%

«

« 2

VICOR קרדיט: © 2021 Vicor

VICOR קרדיט: © 2021 Vicor

VICOR CONFIDENTIAL

3

VICOR CONFIDENTIAL

לב שרוב השטח שלו מוקדש לניתוב חיבורי הכניסות והיציאות. כל החום מופק בליבה וכל הזרמים הגבוהים חייבים בסיכומו של דבר ). המשמעות 2 לעשות את דרכם לשם. (איור היא שאף אם מייצב המתח מוצב בסמיכות לשפת המארז, עדיין יהיה מרחק משמעותי שבו יהיה צורך להעביר את הזרם הגבוה כדי שיגיע לליבה. בגישת מייצב המתח האופיינית בזרמים גבוהים יותר נדרשים מופעים רבים יותר. מאחר שרוב מייצבי המתח הרב מופעיים הם התקנים בדידים, יש להציב את המשרן ודרגת המיתוג בנפרד וברוב המקרים גם לקרר כל אחד בנפרד. ). לכן, המשמעות של יותר מופעים היא 3 (איור מייצב מתח גדול יותר אשר מגדיל את האתגר של ההצבה במיקום סמוך למעבד. ארכיטקטורת הספקים מבוזרת משחררת רמות חדשות של נצילות הספק ) FPA ארכיטקטורת הספקים מבוזרת ( מבוססת על עקרונות הייסוד של פיצול ממיר מתח לשתי פונקציות עיקריות, ביצוע אופטימיזציה בכל אחת מהן בנפרד ולאחר מכן מימוש פונקציות אלו כמערכת. שתי הפונקציות האלו הן ייצוב מתח והכפלת זרם.

בתדירות גבוהה תוך שהוא מקטין מאוד את מייצב בדרך PRM גודלו של הממיר. מודול וולט אל מתח 60 ל- 40 כלל מתח כניסה בין וולט. 50 ל- 30 יציאה של בין המרה מציבים דרגה נוספת אשר PRM אחרי מודול ממלאת פונקציה של הורדת מתח והעלאת זרם, והיא נקראת מכפל זרם. פעולות אלו מתבצעות באמצעות טופולוגיה של ממיר אמפליטודת (משרעת) אות סינוס בהתקן . אפשר לממש את ההתנהגות VTM המכונה כשנאי אידיאלי, כאשר היחס VTM של ממיר בין מתח הכניסה למתח היציאה קבוע, והאימפדאנס שלו נותר נמוך (כמה מאות מגה הרץ. 1 מיקרו אוהם) מעל תדירות של אין אחסון של אנרגיה, VTM מאחר שבממיר הוא יכול להעביר הספקים גדולים של הספק, אם שומרים שהוא יהיה קר מספיק. כך Figure 3

ייצוב מתח הנצילות של מייצב היא יחסית באופן הפוך לעבודה המתבצעת – ככל שמתבצעת יותר עבודה כך הנצילות נמוכה יותר. ככל שמתחי הכניסה והיציאה של מייצב יהיו קרובים יותר זה לזה, כך תפחת העבודה המתבצעת והנצילות תהפוך להיות גבוהה יותר. על סמך מיקומה במערכת, ארכיטקטורת ההספקים המבוזרת מקטינה למינימום את ההפרש בין מתח הכניסה למתח היציאה. המייצב משתמש בטופולוגיה של ממיר מוריד – מעלה ,) ZVS ) במיתוג במתח אפס ( buck - boost ( ), שלו PRM הממומש כמודול עם ייצוב קדם ( יש נצילות גבוהה כאשר קיים הפרש מתח ). ממיר 4 קטן בין הכניסה ליציאה. (איור מקטין עד מאוד את הפסדי ZVS מיתוג המיתוג, הוא מאפשר להשתמש בפעולה

. 3 איור VICOR קרדיט: Figure 4

Caption : In a typical multi phase VR, the phase inductor is the tallest component in the system, but generates little heat. Given that the inductor must be physically located between the DRMOS device and the output of the VR, this limits how close the VR may be placed to the processor and necessitates separate cooling for the DRMOS stage.

«

Figure 5

Effect of Input/Output voltage difference on PRM regulator efficiency

4

VICOR CONFIDENTIAL

© 2021 Vicor

99.5%

99.0%

PRM

VTM

98.5%

Peak Efficiency

98.0%

97.5%

97.0%

96.5%

-25 -20 -15 -10

-5

0

5

10

15

20

25

V OUT -V IN

Caption : PRM and VTM are the building blocks of FPA. PRMs are selected based on the system input voltage range and power requirements; VTMs are selected based on the output voltage range and current requirements. The PRM can be mounted anywhere in the system where convenient; the VTM should be mounted as close to the point of load as possible.

. 4 איור Caption : The closer the input and output voltage are to each other, the higher the regulator efficiency becomes. Designing the system such that the regulator input and output are as close as possible over the widest area of operation is key to optimizing system efficiency.

. 5 איור

«

«

© 2021 Vicor VICOR קרדיט: 6

VICOR קרדיט:

VICOR CONFIDENTIAL

VICOR CONFIDENTIAL

© 2021 Vicor

53 l New-Tech Magazine

Made with FlippingBook flipbook maker