[发明专利]一种刀片服务器低电压大功耗CPU电源设计方法和电路

说明书

技术领域

本发明涉及服务器电源技术领域，具体涉及一种刀片服务器低电压大功耗CPU电源设计方法和电路。

技术背景

刀片服务器由于其高处理速度、高稳定性在计算机领域占据越来越大的优势，且随着安全可信的要求，国产刀片服务器也面临日益良好的发展优势。

目前，随着国产处理器芯片的发展及多核处理器的出现，芯片所需核电压越来越小，而芯片的功耗越来越大。对电源的瞬态响应、可靠性及稳定性的要求也就越来越高。如何保证这种低电压、大功耗且稳定的CPU供电实现方法显得至关重要。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：本发明提供一种适用于国产刀片服务器低电压、大功耗的处理器电源实现方法，为刀片服务器中的大功耗CPU正常工作提供可靠、稳定的电源条件。

本发明所采用的技术方案为：

一种刀片服务器低电压大功耗CPU电源设计方法，所述方法使用刀片服务器12V、5V电源，选用两相DC-DC开关电源转换后提供CPU核电压；

选用四相DC-DC开关电源转换后提供CPU节点电压；

选用单相DC-DC开关电源转换后提供IO电压。

通过使用刀片服务器12V、5V电源，进行转换后为处理器供电。由于CPU核电压要求精确，且纹波小，峰值电流为15A，因此选用两相DC-DC开关电源实现。由于CPU节点对电源瞬态响应要求高，所需电流峰值较高，约为30A左右，且随着CPU设定的主频及内存的频率的增大而增大，所以采用四相DC-DC开关电源方案以提高电源瞬态响应速度。IO电压采用单相DC-DC开关电源即可满足供电要求。

一种刀片服务器低电压大功耗CPU电源电路，所述电路包括CPU供电电路,使用刀片服务器12V、5V电源，选用两相DC-DC开关电源转换后提供CPU核电压，选用四相DC-DC开关电源转换后提供CPU节点电压，选用单相DC-DC开关电源转换后提供IO电压。

所述电源电路还包括电压调节电路和控制电路，电压调节电路包括电源状态指示模块和电流监控模块；控制电路包括开关电路和运算放大电路；其中运算放大电路与电压调节电路相连以接收电压调节电路的电流监控信号；控制电路的运算放大电路与电压调电路的电源状态指示模块的引脚相连，通过开关电路拉低电压调节电路的电源状态指示模块引脚的电位，使电压调节电路调节CPU供电的相数减少，从而减少服务器电能损耗。

本发明的有益效果为：刀片服务器所需的12V、5V电压一般经电源模块转换或ATX电源得到，经过不同的电压转换电路得到CPU端口电压0.95V、0.9V、1.5V和1.8V。根据CPU工作时所需的功耗，综合考虑电流需求、瞬态响应及散热性能，分别采用两相、三相和四相DC-DC开关电源实现CPU内核及端口供电。本发明可以满足刀片服务器工作于1.4GHz主频、367MHz内存频率下可靠、稳定的供电。

在满足小电压、大功耗的供电电路基础上，添加控制电路及电压调节电路。在处理器处于空闲状态下，可通过控制电路及电压调节电路来减少CPU供电电路的相数，进而降低整机功耗，减少能源浪费。

本发明经验证，该当处理器CPU主频和内存频率分别为1.4GHz，367MHz时，该电源可稳定、高效地工作，并可有效降低服务器空闲状态时电能损耗。

附图说明

图1为本发明刀片服务器低电压大功耗CPU电源框图。

具体实施方式

下面参照附图所示，通过具体实施方式对本发明进一步说明：

实施例1：

如图1所示，一种刀片服务器低电压大功耗CPU电源设计方法，所述方法使用刀片服务器12V、5V电源，选用两相DC-DC开关电源转换后提供CPU核电压；

选用四相DC-DC开关电源转换后提供CPU节点电压；

选用单相DC-DC开关电源转换后提供IO电压。

通过使用刀片服务器12V、5V电源，进行转换后为处理器供电。由于CPU核电压要求精确，且纹波小，峰值电流为15A，因此选用两相DC-DC开关电源实现。由于CPU节点对电源瞬态响应要求高，所需电流峰值较高，约为30A左右，且随着CPU设定的主频及内存的频率的增大而增大，所以采用四相DC-DC开关电源方案以提高电源瞬态响应速度。IO电压采用单相DC-DC开关电源即可满足供电要求。

实施例2：