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賦能智算升級|基于極海G32R501實時控制DSP/MCU的AI服務器電源應用方案

2026-03-13 14:45 1113

珠海2026年3月13日 /美通社/ -- 全球超大規模數據中心建設正迎來爆發式增長,設備算力密度與能源消耗規模同步攀升。隨著綠色能源轉型進程的不斷深化,數據中心作為數字經濟發展的核心基礎設施,其規模化布局與升級需求日益凸顯,對供電系統的能效、穩定性與智能化水平也提出了更高要求。

在此背景下,AI服務器電源(PSU)已從傳統意義上的供電單元,演變為驅動"瓦特"到"比特"高效轉換的智能中樞。其核心使命是通過最優能效管理與智能動態調控,最大化發揮每度電所產生的有效算力,這不僅直接關乎數據中心的運營成本,更是衡量整體效能與競爭力的關鍵指標。


G32R501實時控制DSP/MCU
賦能AI服務器電源應用能效升級

2025年80 PLUS® 新增Ruby(紅寶石)能效等級標準,這將加速AI服務器電源的性能變革,其核心在于電源轉化效率和功率密度的全面升級。

核心

指標

傳統電源

(2020年前)

2025 AI電源

(Ruby標準)

提升幅度

行標/規范參考

轉換

效率

峰值 94%-96%

輕載85%

峰值 97.5%-98%

輕載≥90%

能耗降低

20%

80 PLUS Ruby

GB20943-2025(擬)

功率

密度

32-40W/in3

(3kW-5.5kW/1U)

70-100W/in3

(8kW-12kW/1U)

密度提升
75%-212%

OCP ORv3

CRPS

極海G32R501實時控制DSP/MCU,具備高效運算、實時控制與智能能效管理等優勢,完美適用于AI服務器電源應用,通過G32R501單芯片結合三相交錯圖騰柱PFC及LLC諧振變換器拓撲,實現全功率段的高效運行與高功率因數輸出,不僅能為AI服務器電源轉換效率和功率密度的優化升級提供核心技術支撐,更能助力客戶電源產品達到80 PLUS® Ruby能效標準。


采用G32R501的AI服務器電源—核心應用優勢

單芯片

高算力控制

  • 采用G32R501實時控制DSP/MCU,最高主頻250MHz,提供多路交錯電流環路控制所需的高算力
  • 單芯片即可完成前后級PFC+LLC兩級拓撲控制,簡化系統控制邏輯

高集成

模塊化設計

  • 內置150ps高分辨率PWM通道和比較器(COMP)模塊
  • 借助高速霍爾芯片采集電感電流,無需外部過零檢測,即可輕松實現圖騰柱PFC的CRM和CCM控制切換

先進第三代

半導體器件

  • 采用第三代半導體(GaN或SiC)提升電源開關頻率,減小磁性器件體積
  • 適配電源機架對AI服務器電源尺寸限制,推動PSU實現小型化、高效化

功率電路

采用交錯結構

  • 功率小時,采用單支路運行,優化功率因數與諧波性能
  • 功率大時,采用多支路交錯運行,降低電流應力、提升電源效率

搭配平面

變壓器技術

  • 減少LLC變換器損耗與漏感
  • 增強散熱效果

采用G32R501的AI服務器電源—核心應用架構

G32R501實時控制DSP/MCU,可滿足兩級功率拓撲單元構成,可滿足7kW~11kW的AI服務器電源應用的功率需求:

  • 前級電路:采用三相交錯圖騰柱功率因數校正(PFC)電路,高頻橋臂選用GaN或SiC MOSFET
  • 后級電路:由兩路全橋LLC諧振變換器并聯組成,高壓側采用GaN或SiC MOSFET,低壓側選用低導通內阻MOSFET作為同步整流管
  • 配合G32R501內置的8個12位ADC采樣通道,實時采樣電源輸入電壓、電感電流、母線電壓、輸出電壓電流
  • 輸入電源:90V~264V AC;輸出電壓:45V~58V DC;額定輸出電流:140A

AI服務器電源拓撲結構圖
AI服務器電源拓撲結構圖

極海G32R501實時控制DSP/MCU
芯片優勢介紹

高效運算

處理性能

  • 搭載Cortex-M52雙核架構,通過ACI功能可將自定義指令直接納入內核處理
  • 大幅提高AI服務器電源應用中常用濾波器、補償器、鎖相環等算法的運算速度

增強型

存儲空間

  • Flash高達640KB、SRAM高達128KB
  • 可靈活配置為零等待訪問周期ITCM和DTCM

實時精準控制

  • 16個150ps高分辨率PWM通道,滿足電源應用高精度周期、占空比、開關頻率、移相或死區的高分辨率控制要求
  • 4個可編程邏輯單元FLB,可為電源驅動提供靈活的組合邏輯或時序控制

高靈敏

信號感測

  • 7個比較器,均內置2個12-bit DAC,支持消隱和濾波功能,可實現AI服務器電源的峰值電流控制、過零檢測及跳閘監控保護
  • 3個3.45 MSPS 的12-bit高精度ADC,滿足AI服務器電源同步、低延時信號采集需求

高可靠性

  • ESD抗干擾性強,HBM>8000V,CDM>2000V,Latchup>200mA;
  • 工作溫度覆蓋-40℃~125℃,可適應復雜工況環境;
  • 已通過IEC 61508 SIL2和AEC-Q100 Grade1認證

極海G32R501實時控制DSP/MCU,集成高精度HRPWM、COMP、CAP等豐富且靈活的IP資源,專為高精度、高功率密度電源設計,適應各種電源拓撲、動態負載響應及主動功率管理,助力AI服務器電源提升轉換效率和功率密度等關鍵指標上的綜合性能。未來,極海將繼續以技術突破與產品創新為使命,提供高性能、高可靠的芯片及解決方案,為AI基礎設施建設和綠色能源轉型持續注入核芯動力。

如需更多方案信息,請聯系極海各辦事處銷售經理或訪問極海官網( www.geehy.com )進行登記。

消息來源:珠海極海半導體有限公司
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