Face aux exigences croissantes des applications hautes performances telles que l'intelligence artificielle, l'apprentissage automatique et l'exploration de données massives, les courants de fonctionnement des XPU ont atteint plusieurs centaines d'ampères. Les architectures d'alimentation au point de charge, où les alimentations à courant élevé sont placées au plus près du XPU, atténuent les pertes de distribution d'énergie sur la carte mère, mais ne résolvent en rien les problèmes d'interconnexion entre le XPU et cette dernière. Avec l'augmentation des courants des XPU, la faible distance restante jusqu'au XPU (« dernier pouce »), constituée des conducteurs et interconnexions de la carte mère au sein du socket XPU, est devenue un facteur limitant les performances du XPU et l'efficacité globale du système.
Les nouveaux multiplicateurs de courant modulaires Power-on-Package (MCM) de Vicor s'intègrent au boîtier XPU pour optimiser l'efficacité, la densité et la bande passante de l'architecture Power Factor de Vicor, déjà éprouvée sur les cartes mères 48 V à connexion directe XPU. Montés sur le substrat XPU, sous ou à l'extérieur du couvercle du boîtier, les MCM sont alimentés à une fraction (par exemple, 1/64) du courant XPU par un contrôleur de courant modulaire externe (MCD). Ce dernier, situé sur la carte mère, pilote les MCM et régule avec précision la tension XPU, offrant une large bande passante et un faible bruit. Cette solution, composée de deux MCM et d'un MCD, permet de fournir jusqu'à 320 A de courant continu à l'XPU, avec une capacité de courant de crête de 640 A.
Grâce au montage direct des MCM sur le substrat XPU, le courant fourni par les MCM ne transite pas par le contact XPU. De plus, le MCD contrôlant les MCM à faible courant, son alimentation est efficacement dirigée vers ces derniers, réduisant ainsi les pertes d'interconnexion d'un facteur 10, même si 90 % des broches XPU habituellement dédiées à l'alimentation sont utilisées pour les E/S. Parmi les autres avantages, citons une conception simplifiée de la carte mère et une réduction significative de la capacité de dérivation minimale requise pour maintenir la tension du XPU dans ses limites.
Deux dispositifs Power-on-Package ont été initialement présentés : le multiplicateur de courant modulaire MCM3208S59Z01A6C00 et son contrôleur MCD3509S60E59D0C01. Plusieurs MCM peuvent fonctionner en parallèle pour augmenter la capacité de courant. Grâce à ses dimensions compactes (32 mm × 8 mm × 2,75 mm) et à son faible niveau de bruit, le MCM est compatible avec le co-packaging de circuits intégrés spécifiques (ASIC), de processeurs graphiques (GPU) et de processeurs (CPU) hautes performances et sensibles au bruit. Sa plage de températures de fonctionnement s’étend de -40 °C à +125 °C. Ces dispositifs constituent les premiers d’une gamme de solutions Power-on-Package évolutives, adaptées aux différents besoins des unités de traitement d’image (XPU).
