罗德与施瓦茨仪器在AI服务器电源测试中的应用

罗德与施瓦茨公司的 MXO5 高性能数字示波器和 ZES ZIMMER（R&S旗下品牌）LMG 高精度功率分析仪可用于 AI 服务器电源测试。它们采用先进技术设计，能够快速提供精确结果，洞察电源行为并提供重要解析。

面临的任务

随着 AI 技术的飞速发展，大模型训练和推理对算力提出了饥渴般的需求，这直接拉动了 AI 服务器电源的市场增长。与此同时，AI 服务器电源技术也在经历着关键变革。

为应对机柜功率从传统 6kW 向 600kW 甚至1MW 级别迈进趋势，AI数据中心的供电开始采用 800V 高压直流（HVDC）技术，它相比传统架构效率更高，更省空间和材料，也更容易整合新能源。

为了进一步保证高效能转换以减少能源损耗，AI服务器电源在50%负载（AI服务器典型工作点）和满负载下均追求钛金（Titanium）甚至更高的效率（如96%+）。每提升1%的效率，对于万卡集群来说，意味着每年节省数百万的电费和冷却成本。为此，在技术上AI服务器电源一般采用更先进的拓扑结构（如LLC谐振转换器、有源钳位反激），使用性能更好的功率半导体器件（GaN - 氮化镓、SiC - 碳化硅 MOSFET），以降低开关损耗和导通损耗，并提高热导率。与此同时，EMI问题也需要重视。

除此之外，AI 服务器芯片（如 GPU）功耗也呈爆炸式增长。单颗功耗已从几年前的 300W400W 飙升至 1400W（B300），甚至向 1800W（R200）迈进。为了应对小电压、大电流供电需求，一般使用多相降压电路（VRM），通常由20相甚至更多相并联共同为GPU核心供电，以均衡热负载并提供快速的瞬态恢复性能。不仅如此，供电电压允许的波动范围（纹波和噪声）也非常小，通常要求在 ±10mV 以内。

测量挑战性

由AI服务器电源技术发展趋势可知，针对 800V 甚至更高级别 HVDC 平台及 SiC/GaN 宽禁带功率半导体材料的应用，传统示波器 + 高压差分探头的测试方案在带宽、信噪比、CMRR等性能上难以满足测量需求。

另外，AI 服务器电源近 100% 的高效率精确表征需要更高测量精度，这对传统测量仪器的分辨率和测量精度形成挑战。

多相降压模块（Multi-phase Buck Converter）的调测需要多路同步精确测量，高达20相的开关信号让传统 4 通道甚至 8 通道示波器难以应对。

与此同时，宽禁带材料快速切边带来的 EMI 问题也不容忽视，而传统 EMI 接收机造价高昂，成为众多电源工程师的稀缺奢侈品。

罗德与施瓦茨解决方案

针对 AI 服务器电源的各类测量挑战，罗德与施瓦茨提供了全面且系统的测量解决方案。

多通道高性能数字示波器及附件

罗德与施瓦茨 MXO5 系列示波器具备多达 8 路信号采集通道，可以很好地应对多相电源开关信号同步调测。

用户还可以很方便进行多台示波器级联，以实现16路、24 路等更多路模拟信号的高精度同步采集。

MXO5 系列示波器还具备 12bit ADC 和高达 18bit 的 HD 高分辨率模式，是业内垂直分辨率最高的数字示波器。其超高分辨率是实现高精度效率分析及开关损耗测量的关键。

MXO5 在最小 500uV/div 垂直量程下可以实现 ±5V 偏置，可针对 5V 以内直流电压直接在 DC 耦合下实现高精度电源纹波测量，避免 AC 耦合下的低频过滤影响。 此外，它还具备性能卓越的频谱分析功能，支持 dBuV 垂直单位和 Log 对数频率坐标，且支持 Max Hold 最大保持及 Peak List 峰值列表功能，配合 EMI 近场探头后，是实现 EMI 调测的理想工具。

罗德与施瓦茨 RT-ZISO 光隔离探头具备高达 1GHz 带宽和 90dB CMRR（@ 1 GHz），可有效应对宽禁带材料的高速切变及高共模干扰测量环境。

ZES ZIMMER LMG 高精度功率分析仪

ZES 四十多年来专注于高精度的功率测量技术和电力分析系统，其LMG系列功率分析仪具备 10MHz 带宽，高达 7 路采集通道和 0.015% 的测量精度，是电能质量和功率/效率分析的理想选择。

面对 AI 服务器电源高压、高效、多相、低纹波的测试挑战，罗德与施瓦茨提供高精度、多通道、高隔离的完整测试方案，精准支撑 800V HVDC 与宽禁带器件电源研发，助力 AI 服务器电源高效可靠落地。

罗德与施瓦茨业务涵盖测试测量、技术系统、网络与网络安全，致力于打造一个更加安全、互联的世界。成立 90 多年来，罗德与施瓦茨作为全球科技集团，通过发展尖端技术，不断突破技术界限。公司领先的产品和解决方案赋能众多行业客户，助其获得数字技术领导力。罗德与施瓦茨总部位于德国慕尼黑，作为一家私有企业，公司在全球范围内独立、长期、可持续地开展业务。