【產(chǎn)通社，12月16日訊】即使數(shù)據(jù)中心的GPU只需要700瓦來運行大型語言模型，由于電力傳輸效率低下，它實際上可能需要1700瓦。創(chuàng)業(yè)公司PowerLattice團隊表示，他們通過小型化和重新封裝高壓穩(wěn)壓器解決了這個問題。
該公司聲稱，其新的小芯片通過縮小電壓轉(zhuǎn)換過程的尺寸并使其更接近處理器，將功耗降低了50%，每瓦性能提高了一倍。

收縮和移動電力輸送的距離

傳統(tǒng)系統(tǒng)一般將電網(wǎng)的交流電轉(zhuǎn)換為直流電后，再轉(zhuǎn)換為GPU可用的低壓（約1V）直流電，為AI芯片供電。隨著電壓的下降，電流必須增加以節(jié)省電力。
這種交換發(fā)生在處理器附近，但電流在低電壓狀態(tài)下仍會行進一段有意義的距離。任何距離的高電流都是壞消息，因為系統(tǒng)以與電流平方成比例的熱量形式損失功率�！澳汶x處理器越近，大電流必須行進的距離就越短，因此我們可以減少功率損耗，”在加州大學圣地亞哥分校研究電力電子的Hanh Phuc Le說，他與PowerLattice沒有聯(lián)系。
PowerLattice鄒表示，鑒于人工智能數(shù)據(jù)中心的功耗不斷增長，“這在今天幾乎已經(jīng)成為一個令人望而卻步的問題。”
鄒認為，他和他的同事們已經(jīng)找到了避免這種巨大權(quán)重損失的方法。他們沒有從距離處理器幾厘米遠的地方開始降低電壓，而是在處理器的封裝內(nèi)找到了如何在幾毫米遠的地方降低電壓的方法。PowerLattice設(shè)計了一種微小的功率傳輸小芯片——將電感器、電壓控制電路和軟件可編程邏輯縮小到一個大約是鉛筆橡皮擦兩倍大小的IC中。這個小芯片位于處理器的封裝基板下方，與之相連。
PowerLattice面臨的一個挑戰(zhàn)是如何在不改變電感器性能的情況下使其更小。電感器暫時儲存能量，然后平穩(wěn)釋放，幫助調(diào)節(jié)器保持穩(wěn)定的輸出。它們的體型直接影響它們能管理多少能量，因此縮小它們會削弱它們的效果。
這家初創(chuàng)公司通過用一種特殊的磁性合金制造電感器來解決這個問題，這種合金“使我們能夠在高頻下非常有效地運行電感器”�！拔覀兛梢栽诒葌鹘y(tǒng)解決方案高一百倍的頻率下工作�！痹诟叩墓ぷ黝l率下，電路可以設(shè)計為使用電感量更低的電感器，這意味著組件本身可以用更少的物理材料制成。這種合金是獨一無二的，因為它在這些高頻下保持了比同類材料更好的磁性能。
由此產(chǎn)生的小芯片不到當今電壓調(diào)節(jié)器面積的二十分之一。如此微小的尺寸使小芯片能夠盡可能靠近處理器，節(jié)省的空間為其他組件提供了寶貴的空間。
即使規(guī)模很小，專有技術(shù)也是“高度可配置和可擴展的”�？蛻艨梢允褂枚鄠�小芯片進行更全面的修復，如果他們的架構(gòu)不需要的話，可以使用更少的小芯片。這是PowerLattice解決電壓調(diào)節(jié)問題的“一個關(guān)鍵區(qū)別”。
該公司聲稱，使用小芯片可以減少運營商50%的電力需求，有效地將性能提高一倍。50%的節(jié)能“是可以實現(xiàn)的，但這意味著PowerLattice必須直接控制負載，其中也包括處理器�！钡�，該公司是否有能力根據(jù)處理器的工作負載實時管理電源，這是一種稱為動態(tài)電壓和頻率縮放的技術(shù)，而PowerLattice沒有。

面對競爭

目前，PowerLattice正在進行可靠性和驗證測試，然后在大約兩年內(nèi)向客戶發(fā)布第一款產(chǎn)品。但將小芯片推向市場并不簡單，因為PowerLattice有一些大牌競爭對手。例如，英特爾正在開發(fā)一種完全集成的電壓調(diào)節(jié)器，該器件部分致力于解決同樣的問題。
十年前，PowerLattice沒有成功的空間，因為銷售處理器的公司只有在客戶也購買電源的情況下才能確保其芯片的可靠性�！袄�，高通公司可以出售他們的處理器芯片，而他們的絕大多數(shù)客戶也必須購買他們專有的高通電源管理芯片，否則他們會說，‘我們不能保證整個系統(tǒng)的可靠運行�！�
不過，現(xiàn)在可能還有希望�！坝幸环N我們稱之為小芯片實現(xiàn)趨勢，這是一種異構(gòu)集成，”Le說�？蛻粽诨旌虾推ヅ鋪碜圆煌镜慕M件，以實現(xiàn)更好的系統(tǒng)優(yōu)化。
盡管英特爾和高通等知名供應(yīng)商可能繼續(xù)在知名客戶中占據(jù)上風，但構(gòu)建處理器和人工智能基礎(chǔ)設(shè)施的小公司（主要是初創(chuàng)公司）也有空間。Le說，這些知名大牌將需要尋找電源，這就是PowerLattice和類似公司可以介入的地方�！笆袌鼍褪沁@樣。我們有一家初創(chuàng)公司與一家初創(chuàng)企業(yè)合作，做一些實際上與大公司合作甚至競爭的事情�！�

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