Решения Power-on-Package позволяют обеспечить максимальный ток питания XPU при его максимальной производительности.

Внедрение новых высокопроизводительных приложений, таких например, как искусственный интеллект, машинное обучение, интеллектуальный анализ больших данных, приводит к росту силы тока, потребляемого XPU, вплоть до сотен ампер. POL-преобразователи, размещенные в непосредственной близости от нагрузки, частично решают проблему потерь мощности в проводниках материнской платы, но не решают проблему «последнего дюйма», непосредственного соединения, между XPU и материнской платой. По мере возрастания токов потреблен6ия, именно «последний дюйм» стал ограничивающим фактором в увеличении токов потребления и производительности XPU.

Новые модульные умножители тока (MCMs) Power-on-Package помещаются внутри корпуса процессора, повышая КПД и удельную мощность с использованием  фирменной «факторизованной архитектуры» систем электропитания Vicor (Factorized Power Architecture). При этом на материнскую плату поступает напряжение 48 В, которое формируется внешним преобразователем Умножители тока MCM размещаются на подложке XPU,  непосредственно в его  корпусе либо снаружи. При этом ток питания процессора, поступающий с материнской платы,  составляет лишь небольшую часть тока, требовавшегося от внешнего модульного источника тока)(MCD). MCD располагается на материнской плате, запитывает MCM и поддерживает требуемое напряжение с большой полосой пропускания и малым уровнем шума. Представленное решение состоит из двух MCM и одного MCD и способно обеспечить постоянный  ток нагрузки до 320 А, при этом пиковый ток может достигать 640 А.

 Когда MCM устанавливается непосредственно на подложку XPU, ток, формируемый им, не проходит через выводы XPU. Поскольку MCD управляет MCM относительно малыми токами, то потери на контактах уменьшаются в десятки раз. К тому же такая конструкция позволяет уменьшить число выводов питания почти  на 90% и использовать их для сигнализации ввода/вывода, расширяя функциональность XPU. Дополнительным преимуществом описанного решения является упрощение конструкции материнской платы, сокращение емкости и числа развязывающих конденсаторов, требуемых для поддержания напряжения в заданном диапазоне.

Два первых устройства Power-on-Package были представлены 22 августа на собрании Комитета открытых вычислительных центров (ODCC), проходившем в Пекине, КНР: модульный умножитель тока (MCM) MCM3208S59Z01A6C00 и драйвер модульного умножителя тока (MCD) MCM3208S59Z01A6C00. Умножители тока MCM были включены параллельно, что позволило увеличить ток нагрузки. Небольшой корпус (32×8×2,75 мм) и низкий уровень шума MCM делают его подходящим для непосредственного размещения в корпусах,  чувствительных к шуму высокопроизводительных ASIC, GPU и CPU. Диапазон рабочих температур модулей лежит в пределах –40…125⁰С. Описанные устройства являются первыми в семействе Power-on-Package, они могут масштабироваться для различных вариантов XPU.

За последние 10 лет компания Vicor была пионером в разработке архитектуры, при которой напряжения 48 В подается непосредственно к XPU, при этом каждые 2 года потери снижались в среднем на 25%, в то же время возрастали удельная мощность и экономичность. Представленный сегодня чипсет MCM-MCD, продолжает эту эволюцию. Преодолевая проблему «последнего дюйма», технология Power-on-Package не просто повышает производительность и упрощает проектирование материнской платы, она  также позволяет достичь невозможной ранее производительности XPU,  необходимой для решения задач искусственного интеллекта.