Dengan semakin berkembangnya pusat data AI untuk mendukung kluster GPU berdaya tinggi, industri beralih ke arsitektur daya rack 800V DC untuk meningkatkan efisiensi distribusi, meningkatkan kepadatan daya, dan mendukung desain server generasi berikutnya. Untuk membantu mempercepat peralihan ini, Microchip Technology dan Navitas Semiconductor (Nasdaq: NVTS) telah bekerja sama dalam membuat desain acuan 800V DC-ke-6V DC untuk aplikasi daya rack pusat data AI.
Platform ini menggabungkan kontrol daya digital dan teknologi keamanan dari Microchip dengan perangkat daya galium nitrida (GaN) GaNFast™ dari Navitas untuk memberikan jalur praktis bagi para pengembang agar dapat mengimplementasikan konversi daya efisiensi tinggi yang selaras dengan standar 800V DC Open Compute Project (OCP). Lengkap dengan perangkat keras, perangkat lunak, dan dokumentasi desain acuan, solusi ini membantu mengurangi risiko desain, memperpendek siklus pengembangan, serta mempercepat penyebaran infrastruktur AI generasi berikutnya.
“Optimalisasi infrastruktur AI mendorong salah satu peralihan arsitektur daya paling signifikan yang dialami industri pusat data dalam beberapa dekade,” tutur Joe Thomsen, corporate vice president dari unit bisnis digital signal controller Microchip. “Karena semakin ekosistem berpindah ke sistem daya rack bertegangan lebih tinggi, para pengembang membutuhkan kontrol dan keamanan yang teruji untuk membantu mengurangi risiko implementasi. Kolaborasi kami dengan Navitas menggabungkan kontrol digital, keamanan berbasis perangkat keras, dan konversi daya GaN tingkat lanjut untuk membantu pelanggan membawa sistem daya rack 800V ke pasar secara lebih cepat.”
Di inti platform acuan ini terdapat Digital Signal Controller (DSC) dsPIC33AK dan IC keamanan CryptoAuthentication™ TA100 dari Microchip, yang dipadukan dengan FET GaNFast dari Navitas. dsPIC33AK menyediakan kontrol daya digital deterministik untuk konversi DC/DC frekuensi tinggi dan efisiensi tinggi, sedangkan TA100 membantu membangun hardware root of trust untuk autentikasi, secure boot, dan pembaruan firmware yang dilindungi.
Secara bersama-sama, teknologi ini membentuk fondasi kontrol presisi dan keamanan yang diperlukan untuk desain catu daya OCP terhubung. Seri dsPIC33AK256MPS306 ditenagai oleh core 32-bit 200 MHz dengan double-precision floating-point unit (FPU), high-resolution Pulse Width Modulator (PWM) 78 ps, dan beberapa Analog-to-Digital Converter (ADC) 12-bit yang beroperasi hingga 40 MSPS.
Perangkat ini mencakup dukungan pustaka untuk algoritma kriptografi pasca-kuantum yang direkomendasikan Commercial National Security Algorithm (CNSA) Suite 2.0 serta fungsi kriptografi yang dipercepat perangkat keras untuk desain kontrol real-time terhubung.
PDB ini ditenagai oleh 16 × NV6034, 650 V, 17 mΩ GaNFast FETs dalam topologi stacked half-bridge di sisi primer. Kemasan pendingin dua sisi DFN8×8 memperluas keunggulan kinerja GaN dengan mengurangi resistansi termal, memungkinkan operasi daya terus-menerus yang lebih tinggi sekaligus mempertahankan efisiensi yang luar biasa. PDB ini menargetkan pencapaian efisiensi puncak hingga 96% pada beban penuh dengan frekuensi peralihan 1 MHz, yang memungkinkan kepadatan daya sebesar 2.100 W/in³.
Sekitar 20% lebih tipis dari telepon pintar, profilnya yang sangat rendah memungkinkan integrasi yang sangat dekat dengan board GPU, memaksimalkan kinerja transien dan meningkatkan efisiensi distribusi daya. Pendekatan tingkat sistem dari Navitas membantu mengubah kemajuan dalam teknologi GaN menjadi peningkatan yang terukur pada efisiensi, kepadatan daya, kinerja transien, dan total biaya kepemilikan. Konversi langsung dari 800V DC ke 6V DC menggabungkan tahap konversi 800V DC ke 50V DC dan 50V DC ke 6V DC menjadi satu konverter, menghasilkan efisiensi end-to-end yang lebih tinggi.
“Seiring berkembangnya skala infrastruktur AI untuk mendukung platform komputasi yang semakin menuntut, teknologi GaNFast dari Navitas menjadi pemungkin (enabler) yang krusial bagi kepadatan daya yang lebih tinggi, efisiensi yang lebih besar, dan peningkatan kinerja sistem,” tutur Vipin Bothra, vice president of Global Solution Marketing di Navitas Semiconductor. “Menggabungkan keterdepanan Navitas di bidang semikonduktor daya dengan keahlian kontrol digital dari Microchip, kerja sama ini mempercepat hadirnya solusi daya tingkat lanjut yang disesuaikan dengan kebutuhan pusat data AI generasi berikutnya yang terus berkembang.”
Keamanan berbasis perangkat keras diintegrasikan melalui IC CryptoAuthentication TA100 Microchip, memungkinkan para pengembang dapat membuat fondasi tepercaya untuk autentikasi dan perlindungan sistem tanpa harus mengimplementasikan kemampuan ini dari awal. Perangkat TA100 menyediakan dukungan untuk autentikasi kode, termasuk secure boot, pembuatan Message Authentication Code (MAC), pembaruan firmware terpercaya, beberapa protokol manajemen kunci termasuk Transport Layer Security (TLS), dan operasi berbasis root-of-trust lainnya.
Desain acuan Microchip dan Navitas menyediakan platform untuk mengembangkan sistem daya rack ringkas bertegangan tinggi dan berdaya tinggi untuk pusat data AI. Desain ini didukung dengan board, perangkat lunak, dan dokumentasi acuan, yang memberikan akses kepada para pengembang ke sumber daya yang dibutuhkan untuk mengevaluasi dan mempercepat penyebaran sistem konversi daya 800V DC untuk aplikasi pusat data AI.
