一种GPU稳定供电装置的制作方法

本发明属于服务器设备技术领域，具体涉及一种gpu稳定供电装置。

背景技术：

伴随云计算应用的发展，通常的服务器结构形态均以2u机箱为主，部署在机房机架上。为增强2u空间的服务器的功能扩展性，往往会采用pcie转接卡通过主板pcie转接出多张不同功能和性能的外卡子卡，比如：千兆网卡、万兆网卡、sas卡、raid卡等。通过搭配不同的子卡，可实现2u通用服务器满足不同用户的应用需求，可满足客户对服务器产品的最佳性价比需求。

一般的2u通用服务器，采用1+1冗余crpspsu给服务器系统供电，如图1所示。psu直接插接在主板上，主板上集成有cpu、内存、硬盘连接接口(包含：信号和供电两部分)、风扇连接接口(包含：信号和供电两部分)、pcie接口等功能单元。

随着用户对服务器计算性能的要求不断提高，往往要求在服务器系统中搭配更多gpu的配置，以增强服务器的计算性能。由于gpu数据处理能力强大，相应的功耗也较高。gpu的引入，对当前服务器供电架构带来了新的挑战。

以一颗300w的gpu(型号：rtx2080ti)为例，在平稳工作时的12v额定电流为25a。但是，当被分配瞬间大数据处理运算时，其12v供电所需要的电流瞬间可达到77a(持续时间1ms)，当配置4颗gpu时，瞬间总电流可冲到308a。

然而，现有的服务器供电架构采用的2颗psu实现给服务器系统1+1冗余供电12v。一旦有1个psu出现故障，在搭配4gpu的配置下，当gpu跑高性能应用过程中，瞬间负载电流存在顶到psuocp点，造成服务器系统掉电的风险。为克服该风险，一般会做大psu的功率，来满足gpu瞬间负载电流的要求，但该措施会大大增加psu的成本。

技术实现要素：

针对1+1冗余psu各4gpu配置服务器系统供电中，当有1个psu出现故障无输出时，在单psu给4gpu配置供电时，存在瞬时负载电流会触发psuocp的风险问题，本发明提供一种gpu稳定供电装置，以解决上述技术问题。

本申请实施例提供一种gpu稳定供电装置，所述装置包括储能电容，所述储能电容输入端连接主板的供电接口，所述储能电容输出端分别连接gpu和gpu转接卡。

在本申请的一种实施方式中，所述储能电容输入端通过供电转接线连接主板的12v供电接口，所述gpu转接卡通过金手指从主板取电3v3_aux。

在本申请的一种实施方式中，所述gpu转接卡内设有dc/dc单元，所述dc/dc单元将从储能电容取的12v电转换为3v3电。

在本申请的一种实施方式中，所述储能电容包括多颗固态铝电解电容组成的电容阵列，所述固态铝电解电容采用1000uf,16v的固态铝电解电容。

在本申请的一种实施方式中，所述储能电容包括多个输入端和多个输出端，且输入端数量与输出端数量相等。

在本申请的一种实施方式中，所述输入端连接有唯一对应的efuse。

本发明的有益效果在于，

本发明提供的gpu稳定供电装置，通过在主板与gpu和gpu转接卡之间的供电线路上增设储能电容，当gpu运行时出现瞬时大负载电流，由电容板来提供瞬时的能量供应。解决1+1冗余psu各4gpu配置服务器系统供电中，当有1个psu出现故障无输出时，在单psu给4gpu配置供电时，存在瞬时负载电流会触发psuocp的风险问题。同时，可防止4gpu中的任一颗出现过流或短路，影响到系统其他部分正常工作。

此外，本发明设计原理可靠，结构简单，具有非常广泛的应用前景。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有gpu供电装置的结构示意图；

图2是本申请一个实施例的gpu稳定供电装置的结构示意图；

图3是本申请一个实施例的gpu稳定供电装置的gpu转接卡结构改进对比图；

图4是本申请一个实施例的gpu稳定供电装置的gpu供电拓扑图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

实施例1

请参考图2，本实施例提供一种gpu稳定供电装置，所述装置包括储能电容，所述储能电容输入端连接主板的供电接口，所述储能电容输出端分别连接gpu和gpu转接卡。

实施例2

参考图2和图3，本实施例提供一种gpu稳定供电装置，该供电装置在现有gpu供电装置拓扑结构上增设一个储能电容，储能电容输入端连接主板的12v供电接口，储能电容输出端分别连接gpu和gpu转接卡。gpu转接卡内设有dc/dc单元，所述dc/dc单元将从储能电容取的12v电转换为3v3电。gpu转接卡为pcie转接卡。

实施例3

本实施例提供一种gpu稳定供电装置。该供电装置可以为多个gpu稳定供电，设计方法如下：

根据主板的配置情况(要支持cpu的最大功率及型号、内存型号及最大数量、硬盘型号及最大数量、风扇型号及数量、外插子卡的功率及数量)，评估出服务器系统的最大功耗值。依据系统最大功耗值，按照10％的余量，选择合适功率段的psu。保证psu的系统的供电功率需求。依据cpu、内存、硬盘、风扇、外插子卡的电压、电流需求，进行主板powerbudget制定。按照图4的电容板结构图，结合gpu的12v额定电流值选择合适的efuse，瞬时负载电流值，按照瞬时负载电流值的1.2倍，设定efuse的ocp点。结合gpu的外接12v供电需要提供的瞬时电流δi1，gpu的pcie金手指12v供电需要提供的瞬时电流δi2，及电容储能公式来确定电容的数量p*t＝0.5*(u1^2-u2^2)*c→c＝2*u*(δi1+δi2)*t/(u1^2-u2^2)即可：计算出电容板上用到的1000uf,16v的固态铝电解电容的数量。其中：p为电容板提供的瞬时功率，u1为gpu供电12vspec上限值，u2为gpu供电12vspec下限值。t为gpu瞬时负载电流持续时间。按照图4的电容板结构图，结合gpu的12v额定电流值，考虑80％降额要求下，选择合适的2x4和2x6供电连接器。按照每路gpu的额定电流制定powerbudget进行电容板pcb设计。按照图4下方的pcieriser_b转接卡结构图，结合gpu的12v\3v3\3v3_aux额定电流值来选择合适的2x2供电连接器及12v转3v3vr芯片方案。将pcieriser_b0插接主板pcieslot0，将pcieriser_b1插接主板pcieslot1。然后，将gpu0、gpu1插接在pcieriser_b0上，将gpu2、gpu3插接在pcieriser_b1上。接着，通过供电转接线将电容板与主板、电容板与gpu0、gpu1、gpu2、gpu3及pcieriser_b0、pcieriser_b1互联在一起。

尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。