AI芯片在高负载运行时,核心供电不仅需要持续提供大电流,还要应对计算负载快速变化带来的瞬态电流波动。这对供电电路的输出纹波控制、动态响应以及储能缓冲能力都提出了较高要求。

功率之心通过专业拆解发现,英伟达DGX Spark轻量型服务器GB10超级芯片附近的多相降压供电电路采用了基美(KEMET)330μF、2.5V聚合物钽电容,配合降压电感及其他滤波器件,为AI芯片的低压大电流供电提供支持。

相关阅读:拆解报告:NVIDIA英伟达DGX Spark轻量型服务器

基美聚合物钽电容应用于GB10核心供电

英伟达DGX Spark是一款面向本地AI开发及推理应用的轻量型服务器,搭载GB10 Grace Blackwell超级芯片,集成20核Arm CPU与Blackwell架构GPU,配备128GB LPDDR5X统一内存,最高可提供1 PFLOPS FP4 AI算力。

整机采用外置240W电源适配器,通过USB-C接口输入48V直流电,其中GB10超级芯片的热设计功耗为140W。

为满足芯片低压大电流的供电需求,主板围绕GB10布置了多相降压供电电路,利用多组功率级和降压电感完成电压转换。

从拆解来看,GB10上方的多相供电电路采用DrMOS功率级,搭配0.15μH降压电感,并在附近配置聚合物钽电容及MLCC滤波电容。

其中,基美聚合物钽电容的规格为330μF、2.5V,应用于这一低压供电区域。

在多相降压电路中,各相功率级交替工作,经过降压电感后形成低压输出。输出侧的滤波电容则负责平滑电压波动,抑制开关纹波,为芯片提供更加稳定的工作电压。

对于GB10这类高性能AI芯片,计算任务变化会带来明显的动态电流需求。

当芯片负载突然增加时,电源控制环路需要一定时间调整输出,滤波电容可以利用储存的电荷提供短时电流补偿,减轻输出电压瞬间下跌的问题;负载快速降低时,电容也能够吸收部分多余能量,帮助抑制电压过冲。

基美这颗330μF聚合物钽电容与周边MLCC等滤波器件配合,承担输出滤波及瞬态储能缓冲任务。相较于单纯依靠小容量MLCC,高容量聚合物钽电容能够补充供电网络的储能能力,满足低压大电流供电对输出稳定性的要求。

总结

英伟达DGX Spark的GB10供电电路采用多相降压设计,通过功率级、电感及滤波电容共同完成低压大电流输出。基美330μF、2.5V聚合物钽电容布置在这一供电区域,主要用于抑制输出纹波,并在芯片负载快速变化时提供短时能量缓冲。

DGX Spark在较小的机身内集成高性能AI计算芯片,主板上的供电及散热空间都较为有限。基美这颗聚合物钽电容的应用,也体现了高容量储能器件在小型化AI算力设备核心供电中的实际作用。