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可编程优势充分发挥 艾科嘉制霸服务器市场
电源监控一把抓

【作者: CTIMES】2013年04月09日 星期二

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数字电源的市场竞争渐趋激烈,各电源大厂陆续推出相关方案,也使得该市场呈现一片混战状况。如何掌握差异化优势,并专注于更具机会的应用市场,也成为数字电源产品胜出的关键。美商艾科嘉(Exar)以其在模拟电源与高速传输接口累积多年的经验,积极投入数字电源发展,并锁定服务器应用市场,近来已陆续传出好成绩,获得多家服务器大厂的青睐,采用其解决方案。


系统层级的电源设计

艾科嘉台湾暨南太平洋资深应用工程师颜荣宏指出,该公司现阶段发展数字电源的重点,就是让传统以单一组件思考的电源管理,能够提升成为系统层级的整体设计。从系统的角度出发,来进行整体设计的规划,对于产品的功能性将更能达到优化的效益。


当电源管理从传统的模拟方式转成数字化控制之后,更有利于进行远程监控。颜荣宏进一步指出,传统的模拟讯号,并无法透过远程监控来进行讯号控制,唯有将讯号数字化之后,才能满足这样的需求。换句话说,将模拟讯号转换成数字化数据(Data),更便于软硬件间的结合,进而摆脱传统电源管理的呆板方式,晋升成为系统层级的智能管理模式。


而服务器,就是远程监控最适合的应用市场。观察目前的服务器架构,其系统机房与服务器设备可能分别位于不同的两地,两者间透过云端科技进行链接。在这样的架构下,数字电源正可充分发挥其优势。透过远程监控,从甲地直接对乙地的系统电源进行整合控制或动态调节,进而让服务器系统达到省电节能的效果。此外,远程监控也可用于侦测服务器是否出现不正常的系统错误。这一切的便利,都归功于数字化的电源方案。


图一 : 艾科嘉台湾暨南太平洋 资深应用工程师 颜荣宏
图一 : 艾科嘉台湾暨南太平洋 资深应用工程师 颜荣宏

四组独立输出 看准服务器市场

目前艾科嘉是全球服务器数字电源方案的佼佼者,关键就在于艾科嘉的数字电源方案,完全针对服务器系统周边的供电需求,提供每个芯片四组独立供电输出的能力,这正是艾科嘉与竞争对手最大的差异化优势。


颜荣宏说,服务器架构较一般计算机来得复杂,除了常见的南桥芯片与网络控制芯片之外,还需求更多的周边电源输出组数。周边电源输出组数越多,时序控制将变得更棘手。针对服务器架构,传统电源厂商多半采用离散组件,或者以CPLP来撰写程序进行控制,然而这都不是最好的解决方法。


艾科嘉数字电源方案的优势,就在于单一芯片可以控制四组独立的电源输出。尽管目前数字电源市场的竞争者不少,然而竞争对手多半是专注在CPU、DRAM等需求大电流的电源管理领域。艾科嘉则主力针对系统周边电源,可轻松解决多组电源输出的棘手问题。


颜荣宏解释说,一般的服务器系统周边电源,通常会需求8~12组之多,若采用传统单输出模拟电源,将需要使用到多颗电源芯片,不仅成本难以降低,且会占用大量主板空间。艾科嘉的解决方案,每颗芯片提供四组独立供电输出,换句话说,只需2~3颗就可以搞定服务器的系统周边供电,大幅节省组件成本与主板空间,是最符合服务器应用的电源方案。这也正是越来越多国际知名服务器大厂,纷纷开始采用艾科嘉数字电源方案的主因。



图二 : 电路原理图
图二 : 电路原理图

软件工具加速产品上市

当然,设备使用一段时日之后的系统变更,艾科嘉也帮客户事先想到了。服务器客户在其平台使用一段时间之后,往往必须进行电压的细部调整与设计变更。如果采用的是传统模拟电源方案,光是物料列表就必须进行大幅度的更改,还必须重新验证,非常耗时。


艾科嘉数字电源方案则拥有独特的动态电压调整功能,设计人员只要透过艾科嘉的软件工具,从仿真、设计到验证,都可以一气呵成,加速产品上市脚步。而设计人员更可以直接透过软件工具来进行数字设定。艾科嘉的软件工具可让设计人员直接透过数字运算来进行包括延迟、开/关等控制,完全数字化编辑,省时又方便。服务器客户可针对电流与电压等数据,进行系统层级的监控,进一步提升整体电源效率并降低功耗。


艾科嘉数字电源方案的特点,就是将PFM(脉冲频率调变)与PWM(脉冲宽度调变)两项功能,同时整合到电源芯片中。PFM模式是当系统处于轻载时进行降频,来减少切换的功耗损失以提升效率。而当负载逐渐升高时,系统会进入PWM模式,也就是固定频率、改变脉宽来达到系统效能的优化。目前在数字电源方案中,艾科嘉是唯一把PFM与PWM两项功能同时整合到电源芯片中的厂商,这也让艾科嘉的数字电源方案成为服务器大厂的首选。



图三 : Programmable power Demo Kit
图三 : Programmable power Demo Kit

差异化是胜出关键

颜荣宏说,传统模拟电源在技术上并没有什么特别之处,竞争者又多,想在这个市场上生存,最重要的就是拥有产品差异性,并找出独特应用市场。正是看准了数字化特性让电源方案的可程控成为可能,因此目前艾科嘉也将自家数字电源方案称为Programmable Power,强调其可程控的能力,所有的设计都可以由客户进行改写,让电源方案更具弹性,并加速产品的上市。


目前艾科嘉提供可重复改写的Flash,以及单次烧写的OTP等两种方案。服务器专用的XRP7724便是采用Flash,至于用于消费性产品的XRP7704、7708、7740、7713、7714等芯片,则采用OTP方案。更多选择性让客户从产品设计到量产出货的过程,每个步骤都更能轻松掌握。


艾科嘉从系统设计的角度出发,提供真正具弹性的数字电源方案,并避开众多参与者的竞争角力,选择以服务器市场为应用主力,已经获得全球诸多服务器大厂的青睐。展望未来,艾科嘉将进一步把数字电源的优势,投入到机顶盒产品市场,并配合更友善的软件开发环境,开拓出一条更具竞争性与区隔性的数字电源大道。


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