[发明专利]一种54V输入PCIE交换板供电架构及电源布线方法

说明书

本发明提出了一种54V输入PCIE交换板供电架构及电源布线方法,该架构包括PSU板、连接器、电源转换模块、稳压器、交换芯片、IO板、外部互联板、CPLD和BMC；PSU板经线缆与RadSok连接器相连为交换板提供54V电源；54V电源一路连接电源转换模块；另外一路为交换板风扇及外部互联板供电；电源转换模块与IO板相连，同时通过稳压器为交换芯片供电；PSU PDB板通过线缆与电源连接器相连为交换板提供P12V_Stby电源；P12V_Stby电源一路为外部互联板和IO板供电，另外一路通过稳压器为BMC及CPLD供电。基于该架构还提出了电源布线方法，本发明提高了系统服务器的可靠性和整体性能。

技术领域

本发明属于服务器电源技术领域，特别涉及一种54V输入PCIE交换板供电架构及电源布线方法。

背景技术

随着AI服务器性能的高速发展，GPU功耗不断增加，传统12V供电架构电源方案无法满足，GPU主板供电需求向54V方向发展，比如：英伟达推出的HGX-2计算平台。AI服务器领域54V供电架构的应用处于起步阶段，相关板卡的供电架构及电源布局布线方面，与传统12V有很多差别，且随着54V板卡设计新规范的提出，给工程开发人员带来了更多挑战，针对这些问题提出相应的解决方案，是很有必要的。

服务器54V电源架构的应用刚刚起步，有诸多不足和需要完善之处，现有的12V板卡不满足电压输入要求，现有的54V板卡叠层不满足国际规范，如OCP规范。目前新推出的GPU计算板卡预留电源接口及高密连接器，要求互连板卡为54V输入电压，为扩展性能还需增加PCIE交换芯片以扩展PCIE接口，要求板卡需集成54V输入及交换芯片，具有高电源密度，高信号密度，高器件密度，传统PCIE板卡无法满足供电需求及性能需求。现有技术中GPU主板功耗大，运行过程中54V电压动态波动大，而AI服务器交换板的PCIE交换芯片通常是小电压，大电流，对电压波动及噪声要求高，AI服务器PCIE交换板电源设计开发需同时考虑两个方面的需求，需合理规划电源架构。GPU计算板功耗大，内部集成Hot Swap(热插拔)及FUSE保护，外部互联板卡器件密度高，往往没有充足空间再额外增加保护线路。为避免烧板风险，54V电压的布局布线需满足IPC规范和OCP规范，OCP规范明确提出，压差超过40V时，在hot swap电路或fuse之前，Z轴方向PCB板层间距要17mil以上或3-ply prepreg，传统布局布线方法会带来板厚增加的问题，而板厚受到机箱结构、器件PIN脚长度等多个条件限制。

发明内容

本发明提出了一种54V输入PCIE交换板供电架构及电源布线方法，满足交换板的供电需求，同时提高了板卡的性能。

为了实现上述目的，本发明提出了一种54V输入PCIE交换板供电架构，包括PSUPDB板、RadSok连接器、电源连接器、电源转换模块、稳压器、若干交换芯片、IO板、若干外部互联板、CPLD和BMC；

所述PSU PDB板经线缆与RadSok连接器相连为PCIE交换板提供54V电源；所述54V电源一路连接电源转换模块；另外一路为交换板风扇及外部互联板供电；所述电源转换模块与IO板相连，同时通过稳压器为交换芯片供电；

所述PSU PDB板通过线缆与电源连接器相连为PCIE交换板提供P12V_Stby电源；所述P12V_Stby电源一路为外部互联板和IO板供电，另外一路通过稳压器为BMC及CPLD供电。

进一步的，所述RadSok连接器包括主RadSok连接器和备RadSok连接器。

进一步的，所述外部互联板包括GPU计算板HGX-2、主板电源板和风扇板。

进一步的，所述电源转换模块为标准电源1/8砖模块。

一种54V输入PCIE交换板电源布局方法是基于一种54V输入PCIE交换板供电架构实现的，包括