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关键字：PUE IR3550 功率器件 数字电源
能效已经成为决定电子元件、子系统和系统设计能否取得成功的主要因素之一。过去几年，计算和通信设备制造商一直在内部推动技术规格的发展和在外部向用户宣传这些技术规格，例如计算能力/瓦。而就在几年前，这些公司强调的则是计算能力/欧元。
迅速向提高效率发展的基本原因如下：
（1）制定了欧盟行为准则、能源之星等全球节能技术规范，并且得到了市场认可；
（2）大型设施的电费极高，已经成为一种显性拥有成本；
（3）对现有设施可用功率的限制；
（4）随着设施规模的增加，成本也越来越高。
随着互联网带宽、互联网用户和互联网器件的迅速增加，受影响最大的业务之一就是数据中心。在试图增加服务器来处理大量工作的同时，数据中心还采取了各种方法来提高效率。
数据中心评级通常基于它们的用电效率，亦即电源使用效率（PUE）。虽然很多新建的数据中心能够实现1.2的PUE，但是其它很多现有数据中心的PUE在3~7之间，意味着每提供1W的功率用于计算，就需要消耗高达6W的功率用于冷却、照明和输电[3]。
看一看PUE之类的评级以及给服务器CPU和存储器子系统供电的方法，很明显，尽可能节约服务器CPU的电能就可以节约整个数据中心的电能。
图1，典型服务器输电模型。
服务器输电流程的简单模型如图1所示。假设行业平均PUE为3.0，很显然，服务器本身每节约1W功率，数据中心就可以再节约2W功率。节约服务器本身消耗的功率有很多方法，但是最重要的方法如下：
（1）降低服务器所用CPU和DDR存储器的功率；
（2）提高为CPU和DDR存储器供电的稳压器（VR）解决方案的效率；
（3）减少提供给电路板其它部分的电能，包括提供大多数系统电压轨的负载点转换器。
服务器使用的现代CPU在功率优化方法方面取得了极大的进步，但是它仍然是服务器主板上功率最大的单负载，存储器紧随其后。数据中心仍利用高端CPU来支持市场所需的数据流量和计算能力。因此，该行业着重提高VR解决方案的效率，以便降低服务器和整个数据中心的功率。
为了定量地了解VR效率提高的效果，建立了一个典型的双处理器服务器模型，每个处理器占用DDR存储器的2条通道。典型满载服务器机架将用到高达9.5kW的电源，只是为CPU和DDR存储器（130W CPU × 2 = 260W + 60W DDR存储器组× 4 = 240W × 19个满载机架内的2U服务器）供电。在很多现有系统中，VR解决方案（将服务器的12V电压转换为CPU电压或DDR电压）的效率估计为85% [2]。在这种情况和3.0的PUE下，由于VR效率低下而导致每个机架浪费5.0kW的功率。
该模型中VR解决方案效率的提高与节约的电能的关系如图2所示。由此可以看出，在该模型中，VR效率每提高1%，就可以节约近400W的电能。
图3，在高效率下，多相VR解决方案能够提供大电流。
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