[发明专利]一种实现双路刀片服务器中龙芯3B1500处理器供电的方法

说明书

 

技术领域

    本发明涉及服务器供电技术领域, 具体地说是一种实现双路刀片服务器中龙芯3B1500处理器供电的方法。

背景技术

    在一个标准高度的机架式机型内，放入多个卡式可拔插多个服务器单元称之为刀片服务器，通常刀片服务器具有功耗低、占用空间小、成本低的特点。众所周知，高速度与高可靠性是服务器的灵魂，双路刀片服务器因其高速的计算能力、较强的可靠性及较为低廉的价格而备受业界青睐。

    目前已有很多芯片厂商（如：Intersil、Volterra等）可提供适用于刀片服务器的多相PWM高性能电源转换芯片，并提供较为可靠电压调整解决方案。

随着集成电路工艺的不断发展，处理器芯片所需的核电压越来越小，但是电流却越来越大，特别在运行压力测试软件以及应用在恶劣的环境时，对单板电源系统瞬态响应特性、可靠性、稳定性、效率等各方面都提出了更高的要求。

随着处理器技术日新月异的发展，多核已经成为处理器主流的发展趋势，与此同时处理器对电源方面的要求也越来越高，低压、大电流、快速的瞬变响应对处理器的供电方案提出了更为苛刻的要求，既需要避免板卡面积的浪费，又要保证处理器用电需求及刀片整板散热性能良好，因此如何高效、稳定地为处理器供电就变得至关重要。

发明内容

本发明的目的是提供一种实现双路刀片服务器中龙芯3B1500处理器供电的方法，为双路刀片服务器中两颗龙芯3B1500处理器的正常工作提供所需的电源条件。

刀片服务器中的电压12V（可经ATX电源或其他电源转换模块得到），经过不同的转换网络转换后为CPU的端口供电，根据龙芯3B1500处理器双路工作时所需功率、工作过程中不同功能引脚处电流的瞬变情况、主从CPU所需核电流的差异以及有限的板卡面积，分别采用单相、两相、三相和四相的DC-DC BUCK拓扑电路实现对CPU内核及其余接口电路的供电，此电源转换方案可以使服务器刀片工作于1.2GHz主频、533MHz内存频率下。

由服务器中供电电源而来的12V电压经过不同的电源转换网络，逐个转换为处理器各个端口所需的电压——1.15V、1.18V、1.2V、1.8V，根据不同端口所需功耗与对瞬态响应及输出纹波噪声的要求，采用不同的电源转换网络及不同的PWM相位数目实现，当CPU主频与内存频率为1.2GHz、533MHz，此供电方案可以可靠稳定地为两颗处理器芯片供电。

本发明的有益效果是：

满足单板电源系统瞬态响应特性、可靠性、稳定性、效率等各方面要求，便于减小电感尺寸的同时提高节点电源的瞬态响应速度，减小输出纹波，分散的功率器件更有利于板卡的散热，有效减小板卡面积，可以可靠稳定地为两颗处理器芯片供电。

附图说明

附图1为本发明的原理示意图。

具体实施方式

下面参照附图，对本发明的内容以具体实例来描述其实现方式及工作过程。

具体工作原理为：

1、使用刀片服务器的12V电源进行转换后（可以用常用的ATX电源或者其他电源模块转换得到），为处理器供电。

2、根据龙芯3B1500处理器用电需求，CPU核外电压要求精准，输出端纹波小，峰值电流为15A左右，主从CPU核外电压均选用由两相PWM控制器、功率器件组成的DC-DC BUCK拓扑结构来实现；CPU节点处瞬间电流变化较大，所需的峰值电流较大，约为35A，且随着CPU主频和内存频率设定的增大而显著增大，双路服务器中，主CPU节点处峰值电流大于从CPU，因此主从CPU节点电源分别选用四相和三相PWM电源实现，便于减小电感尺寸的同时提高节点电源的瞬态响应速度，减小输出纹波，分散的功率器件更有利于板卡的散热；IO与HT IO处的电源均采用单相电源即可满足供电要求。主从CPU核电压采用单独供电，其余电压采用共用，这种方式可以有效减小板卡面积。

经验证当CPU主频与内存频率分别为1.2GHz、533MHz时，此电源方案可以安全、稳定、高效地工作。