关于MPS公司的超强供电方案的介绍

CPU作为服务器数据处理的核心，引领着服务器平台和产品的更新换代。Intel作为服务器CPU市场的翘楚，拥有约90%的市场份额。以Intel CPU为核心的服务器架构及其供电规范，一直以来都被世界各大服务器厂商广泛采用。

众所周知，Intel 服务器CPU的"Turbo”工作特性使其瞬时功率频繁地在极短时间内大幅度变化。新一代的供电规范“VR13HC”，其CPU核心的 Turbo峰值负载电流将近500A，而谷值电流通常在100A左右，CPU核心将以上千A/us的速率进行数百安培的负载阶跃跳变。如此严苛的负载条件，对供电方案是巨大的挑战。放眼全球，能为Intel CPU提供供电方案的厂商屈指可数。

MPS公司作为电源芯片和供电方案提供商，在Intel平台的服务器板级供电方案深耕多年，拥有为CPU、内存、PCH等核心部件供电的全套产品。

图一展示了MPS面向Intel 平台服务器的控制器产品布局。

图一: MPS面向Intel平台服务器的数字控制器

其中MP297x系列数字控制芯片是MPS为VR13HC量身打造的：

MP2975在QFN-40 (5mm x 5mm)的封装下支持最高8相PWM输出和相电流采样，且相数可在两路电压输出之间灵活分配，用于为CPU核心供电。

MP2978支持双路最高4+1相工作，用于为DDR4内存组供电。

MP2976支持双路1+1相工作，适合于为各组小电流power rail供电。

而增强版MP2972更是在QFN-48 (6mm x 6mm)的封装下实现了多达12相的PWM输出及相电流采样，为CPU功率的扩展做好了准备。

图二是MP297x系列控制搭配MPS高效率DrMOS（集成驱动Power MOSFET），针对Intel VR13HC主流平台Whitley的典型应用。

图二: MPS全套供电方案针对Whitley平台的典型应用

可以看到，CPU有五组不同电压的power rail。其核心 “VccIN”不仅功率高，且有Turbo特性，从而需要7组相互交错并联的DrMOS共同为之供电。MP2975额外的一相则可为另一路VccSA power rail供电。加上MP2978和MP2976，只需三个控制器即可为CPU的五组power rail供电。类似地，两侧的内存组分别只需一个MP2978控制器。图三展示了此全套供电方案的EVB。

图三：MPS VR13HC全套供电方案EVB

新一代MP297x系列控制器不仅兼容业内主流厂商的控制器封装，其卓越的性能和简单易用的特点更是得到Intel的充分肯定和欢迎，从而成为Intel官方多个标准参考设计的首选控制器。下文将带大家进一步了解已在业内声名鹊起的MP297x系列数字控制器。

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首先，MP297x系列控制器是支持双路电压闭环输出的多相数字控制芯片。在业内同级别的控制器中，该系列控制器的外围电路最简洁，所需的辅助器件最少。

与此同时，只需通过调整控制器内部的寄存器便可适应不同功率等级的应用，而无需修改外部电路。这大大提高了客户方案的兼容性，也缩短了客户产品的开发周期。图四为MP2975在双路输出且相数配置成7+1时的典型电路。

图四：MP2975的典型电路（相数配置成7+1）

2其次，MP297x系列控制器采用MPS专利的改进型Constant On-Time数字控制策略，结合特有的非线性控制，既拥有良好的稳定性，又能适应严苛的动态负载工况。

相比于竞争对手，MP297x在同等硬件设计下拥有更好的动态特性。换言之，服务器厂商可用更少的外部器件（尤其是输出电容）得到相同的性能，从而降低物料成本。

而另一方面，MP297x的环路调节非常容易。通过I2C总线，用户只需在MPS的GUI中调整寄存器值，即可轻松改变环路静态和动态特性。且数字化的环路使得不同相数下的特性可以分别优化。

值得一提的是，在Intel官方设计的验证板上，MP2975是业内首个满足VR13HC CPU动态负载要求的控制器，而MP2978则是业内首个满足新一代DDR4内存动态负载要求的控制器。图五展示了MP2975在VccIN power rail进行375A阶跃负载跳变测试时的典型波形。Channel 4为输出电压VccIN；Channel 3为负载电流IccIN（通过电压采样）。

图五：MP2975在VccIN power rail进行375A阶跃负载跳变测试时的典型波形

3其他特性上，MP297x系列控制器可以输出高达3MHz开关频率的PWM。作为多相控制器，MP297x配备了Auto-Phase-Shedding、IVID、DrMOS Standby以及Low-Power-Mode等功能用于优化系统的轻载效率。数字化的load-line和环路补偿使得客户不必修改外部器件就可调节系统特性。各类输入、输出、温度的监测和保护功能更是一应俱全，且全部通过数字化的方式配置和呈现。内置的NVM和Multi-Configuration功能可以同时将多套配置存储在芯片中。各类实用功能不胜枚举。

4另外，MP297x系列控制器不仅支持Intel的SVID协议，还兼容PMBus、AVSBus和PVID，可为通用的低压大电流负载提供供电方案。

服务器性能的不断提高是互联网市场规模扩大和技术发展的重要硬件保障。而服务器性能的提升，不但要求其各个数据处理部件拥有更强的性能，也势必需要更优越的供电系统。