在赌博的世界里,最糟糕的事情莫过于追逐损失,冒着倾家荡产甚至更糟的风险。在电力传输网络设计中,如果你不这样做,就是在拿你的工作冒险。每一瓦不必要的损耗都会造成经济和环境成本,而冷却开销的增加更会加剧这种成本。.
电流会在电阻上产生损耗,因此,就像市电交流电源一样,高电压/低电流的分配方式才是最佳选择。例如,最近服务器刀片总线电压从 12V 提高到 48V 的趋势,由于’平方定律’的原理,电流减少了四分之一,连接电阻造成的功率损耗也减少了 16 倍——前提是 PCB 设计人员没有通过更细的走线来抵消这些收益。.
在人工智能应用中,GPU电流消耗峰值可超过1000安培。
然而,在负载末端出现高电流是不可避免的,最新的GPU、FPGA和CPU在某些情况下会消耗超过1000安培的电流,但电压却只有几分之一伏。因此,尽管我们可以勉强使用48伏、额定电流15安培的电路来满足这种功率水平的需求,但我们仍然需要负载点(PoL)转换器来产生低电压。.
传统上,对于输入输出电压比高的非隔离式DC/DC转换器(例如PoL转换器),转换效率往往较低,如下图所示。因此,可以使用第二个中间母线,例如5V或12V,但这会导致转换器数量增加,潜在损耗也随之增加。然而,通过分析DC/DC转换器的转换效率曲线,我们可以发现存在一个‘最佳点’,在该点上,多级低转换比的转换器可以达到与单级转换器相同的效率。虽然转换器数量越多成本越高,但如果整体效率更高,则可以节省冷却系统成本,从而抵消成本增加的影响。.
图 1:DC/DC 转换器的效率会随电压转换比的变化而显著变化
不过,我们不应该过分纠结于 % 的效率值——真正重要的是功耗。例如,尽管上图中的效率值变化很大,但这些数值对应的转换器在 0.6V 时输出 40A 电流,即 24W,在 3.3V 时输出 132W。因此,实际损耗在两种情况下基本相同,介于 4.5W 到 5.5W 之间。.