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### G💰PU供(gōng)电(diàn)电(diàn)路设(shè)计(jì)探(tàn)讨(tǎo)

一(yī)、GPU功(gōng)耗(hào)增(zēng)长与供电技术变革

随着人工智能和高性能计算的快速发展，GPU的功耗呈现出显著增长的趋势。以英伟达的H100芯片为例，其热设计功耗（TDP）高达700瓦，远超传统CPU的功耗水平。这种高🆗电子官网功耗需求对供电技术提出了极高的要求。为了应对这一挑战，企业纷纷从传统的12V供电架构转向48V供电架构。48V供电架构能够有效降低电流传输过程中的电阻损耗，提升供电效率。从12V提升至48V供电，电流需求可减少至四分之一，损耗降低16倍。谷歌在2025年首次提出48V架构，随后英伟达等企业也纷纷采用该架构以优化数据中心的电源管理。

二、多相供电与DrMOS技术的兴起

在GPU供电领域，多相供电技术已成为主流。多相供电通过多路交错并联的方式，能够有效满足GPU对大电流、高效率和快速瞬态响应的需求。以高性能A🈴电子官网I训练卡为例，它采用6相供电方案，为单颗GPU提供375W功率。这种设计不仅提升了供电效率，还减小了电压波动，降低了纹波叠加。同时，DrMOS技术的兴起进一步推动了GPU供电电路的发展。DrMOS将MOSFET驱动器与功率FET集成在芯片上，减少了寄生元件和传导损耗，提升了供电效率和稳定性。在服务器和PC领域，多相DrMOS的价值量随着AI渗透率的提升而显著增长，成为GPU供电的主流方案。

三、纹波抑制与供电稳定性

纹波抑制是GPU供电电路设计中不可忽视的一环。纹波主要来源于开关电源的高频开关动作和负载的动态变化。如果纹波电压过大，会导致GPU性能降低甚至产生错误运算。因此，在供电电路设计中，需要采取有效的纹波抑制措施。被动抑制方法包括在电源输出端和GPU附近设计LC滤波器，使用低ESR/ESL电容和高品质因数（Q值）的电感来削弱高频纹波。主动抑制方法则是在供电电路中加入主动纹波补偿模块，实时检测并抵消纹波信号。通过这些措施，可以有效降低纹波电压，提升供电稳定性。以某高性能AI训练卡为例，通过优化电源模块的位置布置和滤波设计，成功将核心电压纹波控制在±0.8%，满足AI训练任务的高稳定性需求。

此外，值得注意的是，随着AI技术的不断演进，GPU的功耗需求将进一步提升，供电技术也需要不断创新以满足这些需求。例如，企业可能会进一步探索更高电压的供电架构，或者开发更高效的电源转换技术。同时，供电电路的设计也面临着诸多挑战，如芯片制造工艺的不断缩小导致供电电压持续降低、电流需求大幅增加等。这些都对电源管理芯片的性能提出了更高的要求。

总的来说，GPU供电电路设计是一个复杂而关键的过程。它不仅需要满足GPU的高功耗需求，还需要保证供电的稳定性和效率。通过采用多相供电技术、DrMOS技术以及有效的纹波抑制措施，我们可以为GPU提供稳定、高效的电源供应。未来，随着AI技术的不断发展，GPU供电电路设计也将继续朝着更高效、更智能🌵的方向发展。