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可編程優勢充分發揮 艾科嘉制霸伺服器市場
電源監控一把抓

【作者: CTIMES】   2013年04月09日 星期二

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數位電源的市場競爭漸趨激烈,各電源大廠陸續推出相關方案,也使得該市場呈現一片混戰狀況。如何掌握差異化優勢,並專注於更具機會的應用市場,也成為數位電源產品勝出的關鍵。美商艾科嘉(Exar)以其在類比電源與高速傳輸介面累積多年的經驗,積極投入數位電源發展,並鎖定伺服器應用市場,近來已陸續傳出好成績,獲得多家伺服器大廠的青睞,採用其解決方案。


系統層級的電源設計

艾科嘉台灣暨南太平洋資深應用工程師顏榮宏指出,該公司現階段發展數位電源的重點,就是讓傳統以單一元件思考的電源管理,能夠提升成為系統層級的整體設計。從系統的角度出發,來進行整體設計的規劃,對於產品的功能性將更能達到優化的效益。


當電源管理從傳統的類比方式轉成數位化控制之後,更有利於進行遠端監控。顏榮宏進一步指出,傳統的類比訊號,並無法透過遠端監控來進行訊號控制,唯有將訊號數位化之後,才能滿足這樣的需求。換句話說,將類比訊號轉換成數位化數據(Data),更便於軟硬體間的結合,進而擺脫傳統電源管理的呆板方式,晉升成為系統層級的智慧管理模式。


而伺服器,就是遠端監控最適合的應用市場。觀察目前的伺服器架構,其系統機房與伺服器設備可能分別位於不同的兩地,兩者間透過雲端科技進行連結。在這樣的架構下,數位電源正可充分發揮其優勢。透過遠端監控,從甲地直接對乙地的系統電源進行整合控制或動態調節,進而讓伺服器系統達到省電節能的效果。此外,遠端監控也可用於偵測伺服器是否出現不正常的系統錯誤。這一切的便利,都歸功於數位化的電源方案。


圖一 : 艾科嘉台灣暨南太平洋 資深應用工程師 顏榮宏
圖一 : 艾科嘉台灣暨南太平洋 資深應用工程師 顏榮宏

四組獨立輸出 看準伺服器市場

目前艾科嘉是全球伺服器數位電源方案的佼佼者,關鍵就在於艾科嘉的數位電源方案,完全針對伺服器系統周邊的供電需求,提供每個晶片四組獨立供電輸出的能力,這正是艾科嘉與競爭對手最大的差異化優勢。


顏榮宏說,伺服器架構較一般電腦來得複雜,除了常見的南橋晶片與網路控制晶片之外,還需求更多的周邊電源輸出組數。周邊電源輸出組數越多,時序控制將變得更棘手。針對伺服器架構,傳統電源廠商多半採用離散元件,或者以CPLP來撰寫程式進行控制,然而這都不是最好的解決方法。


艾科嘉數位電源方案的優勢,就在於單一晶片可以控制四組獨立的電源輸出。儘管目前數位電源市場的競爭者不少,然而競爭對手多半是專注在CPU、DRAM等需求大電流的電源管理領域。艾科嘉則主力針對系統周邊電源,可輕鬆解決多組電源輸出的棘手問題。


顏榮宏解釋說,一般的伺服器系統周邊電源,通常會需求8~12組之多,若採用傳統單輸出類比電源,將需要使用到多顆電源晶片,不僅成本難以降低,且會佔用大量主板空間。艾科嘉的解決方案,每顆晶片提供四組獨立供電輸出,換句話說,只需2~3顆就可以搞定伺服器的系統周邊供電,大幅節省元件成本與主板空間,是最符合伺服器應用的電源方案。這也正是越來越多國際知名伺服器大廠,紛紛開始採用艾科嘉數位電源方案的主因。



圖二 : 電路原理圖
圖二 : 電路原理圖

軟體工具加速產品上市

當然,設備使用一段時日之後的系統變更,艾科嘉也幫客戶事先想到了。伺服器客戶在其平台使用一段時間之後,往往必須進行電壓的細部調整與設計變更。如果採用的是傳統類比電源方案,光是物料清單就必須進行大幅度的更改,還必須重新驗證,非常耗時。


艾科嘉數位電源方案則擁有獨特的動態電壓調整功能,設計人員只要透過艾科嘉的軟體工具,從模擬、設計到驗證,都可以一氣呵成,加速產品上市腳步。而設計人員更可以直接透過軟體工具來進行數位設定。艾科嘉的軟體工具可讓設計人員直接透過數位運算來進行包括延遲、開/關等控制,完全數位化編輯,省時又方便。伺服器客戶可針對電流與電壓等數據,進行系統層級的監控,進一步提升整體電源效率並降低功耗。


艾科嘉數位電源方案的特點,就是將PFM(脈衝頻率調變)與PWM(脈衝寬度調變)兩項功能,同時整合到電源晶片中。PFM模式是當系統處於輕載時進行降頻,來減少切換的功耗損失以提昇效率。而當負載逐漸升高時,系統會進入PWM模式,也就是固定頻率、改變脈寬來達到系統效能的最佳化。目前在數位電源方案中,艾科嘉是唯一把PFM與PWM兩項功能同時整合到電源晶片中的廠商,這也讓艾科嘉的數位電源方案成為伺服器大廠的首選。



圖三 : Programmable power Demo Kit
圖三 : Programmable power Demo Kit

差異化是勝出關鍵

顏榮宏說,傳統類比電源在技術上並沒有什麼特別之處,競爭者又多,想在這個市場上生存,最重要的就是擁有產品差異性,並找出獨特應用市場。正是看準了數位化特性讓電源方案的可程式控制成為可能,因此目前艾科嘉也將自家數位電源方案稱為Programmable Power,強調其可程式控制的能力,所有的設計都可以由客戶進行改寫,讓電源方案更具彈性,並加速產品的上市。


目前艾科嘉提供可重複改寫的Flash,以及單次燒寫的OTP等兩種方案。伺服器專用的XRP7724便是採用Flash,至於用於消費性產品的XRP7704、7708、7740、7713、7714等晶片,則採用OTP方案。更多選擇性讓客戶從產品設計到量產出貨的過程,每個步驟都更能輕鬆掌握。


艾科嘉從系統設計的角度出發,提供真正具彈性的數位電源方案,並避開眾多參與者的競爭角力,選擇以伺服器市場為應用主力,已經獲得全球諸多伺服器大廠的青睞。展望未來,艾科嘉將進一步把數位電源的優勢,投入到機上盒產品市場,並配合更友善的軟體開發環境,開拓出一條更具競爭性與區隔性的數位電源大道。


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