处理器的高效率电源管理(08-100)

　　预测到2010年，处理器将工作在1V和100A电流，到2020年希望处理器的电源电压将是0.7V和更高电流。处理器工作在1V，100A(或更高)和GHz频率时的高效电源管理成为设计人员面对的困难任务。

　　设计人员可以提供低电压、大电流微处理器电源。但增加高效率(90%或更高)的要求时，采用当今的元件和技术可达到的效率为70%~80%。

　　VRD配置

　　VRD(Voltage regulator-down)配置把所有元件直接安装在计算机母板上，为大部分处理器供电。大部分VRD有8位电压识别(VID)码，其8位输入线直接连接到处理器的相应8个VID引脚。在电压稳压器根据感测器的微处理器VID码，设置处理器所需的工作电压。处理器也可以采用动态电压识别来改变时钟频率和工作电压，以响应处理器的工作负载和热响应。

　　Intel公司VRD11.0处理器电源供电设计指南中，为5个不同处理器给出所用电源设计指南为：

　　·最高电源电压：1.4V~1.425V;

　　·最大电流：75A~125 A;

　　·在所有线路、负载和环境条件下，严格的输出电压调整±5%;

　　·非常低的纹波，通常小于10mVrmsp-p;

　　·效率75%~80%;

　　·快速瞬态响应，与微处理器时钟频率一致;

　　·过压保护;

　　·过流(短路)保护;

　　·过温保护;

　　·功耗元件的热管理;

　　·相当小的封装尺寸，使电源可以安置在靠近微处理器负载处。

　　多相变换器

　　可以满足当今处理器电源要求的唯一拓扑是多相开关模式变换器。这种变换器采用两个或更多相同、组合单元，把这些单元输出连接起来，其输出是所有单元输出的总和(图1)。

　　图1 四相电压稳压器用分离的栅极驱动器、分立的功率MOSFETs和1个分离的PWM控制器，与微处理器连接靠8位VID码