In risposta alle crescenti esigenze di applicazioni ad alte prestazioni come l'intelligenza artificiale, l'apprendimento automatico e l'analisi di big data, le correnti operative delle XPU sono aumentate fino a centinaia di ampere. Le architetture di alimentazione point-of-charge, in cui gli alimentatori ad alta corrente sono posizionati vicino alla XPU, riducono le perdite di distribuzione dell'energia sulla scheda madre, ma non contribuiscono a ridurre i problemi di interconnessione tra la XPU e la scheda madre. Con l'aumento delle correnti della XPU, la breve distanza rimanente fino alla XPU ("ultimo pollice"), costituita dai conduttori della scheda madre e dalle interconnessioni all'interno dello zoccolo della XPU, è diventata un fattore limitante per le prestazioni della XPU e per l'efficienza complessiva del sistema.
I nuovi moltiplicatori di corrente modulari Power-on-Package (MCM) di Vicor si integrano nel package XPU per estendere i vantaggi in termini di efficienza, densità e larghezza di banda dell'architettura Power Factor di Vicor, già consolidata nelle applicazioni per schede madri Direct-to-XPU a 48 V. In qualità di moltiplicatori di corrente, gli MCM, montati sul substrato XPU sotto o all'esterno del coperchio del package XPU, sono pilotati a una frazione (ad esempio, 1/64) della corrente XPU da un controller di corrente modulare (MCD) esterno. L'MCD, posizionato sulla scheda madre, controlla gli MCM e regola con precisione la tensione XPU con elevata larghezza di banda e basso rumore. La soluzione, composta da due MCM e un MCD, consente di erogare fino a 320 A di corrente continua all'XPU, con una capacità di corrente di picco di 640 A.
Con i moduli MCM montati direttamente sul substrato XPU, la corrente XPU fornita dai moduli MCM non fluisce attraverso il contatto XPU. Inoltre, poiché il controller MCD controlla i moduli MCM a bassa corrente, l'alimentazione del controller MCD può essere indirizzata in modo efficiente ai moduli MCM, riducendo le perdite di interconnessione di un fattore 10, anche se il 90% dei pin XPU tipicamente necessari per l'alimentazione viene recuperato per le funzionalità di I/O. Ulteriori vantaggi includono una progettazione semplificata della scheda madre e una sostanziale riduzione della capacità di bypass minima necessaria per mantenere l'XPU entro i suoi limiti di tensione.
Sono stati inizialmente introdotti due dispositivi Power-on-Package: il moltiplicatore di corrente modulare (MCM) MCM3208S59Z01A6C00 e il controller moltiplicatore di corrente modulare (MCD) MCD3509S60E59D0C01. È possibile utilizzare più MCM in parallelo per aumentare la capacità di corrente. Le dimensioni ridotte del package MCM (32 mm x 8 mm x 2,75 mm) e le caratteristiche di bassa rumorosità lo rendono compatibile con il co-packaging di ASIC, GPU e CPU ad alte prestazioni e sensibili al rumore. L'intervallo di temperatura operativa va da -40 °C a +125 °C. Questi dispositivi sono i primi di un portfolio di soluzioni Power-on-Package scalabili per soddisfare le diverse esigenze delle XPU.
