近日，綠色和平組織與華北電力大學聯合發布排行榜，根據在可再生能源、碳減排和能源效率方面的表現，為中國15家最大的云公司和數據中心運營商打分。令人驚訝的是，15家公司中，僅有阿里巴巴、秦淮數據兩家表現及格，而包括騰訊、百度、華為、京東在內的眾多知名企業都未達及格線。根據綠色和平組織與華北電力大學聯合發布的報告，2018年全國的數據中心耗電1608.89億千瓦時，比上海市2018年全社會用電量（1567億千瓦時）還多。綠色和平組織預測，到2023年，中國數據中心耗電量將增長66%。

為了不讓數據“白云”變成帶污染原罪的“黑云”，除了采用清潔能源此類的“開源”措施外，從源頭上減少消耗這樣的“節流”也至關重要。據統計，云端系統高能耗主要來源于IT設備與制冷系統，這兩部分分別占據數據中心總能耗的40%。而減少這部分的能耗，ADI公司的創新模塊電源μModule最近幾年的技術創新帶來了改善此類挑戰的機遇。

減少能量損耗，高效冷卻是關鍵

高效冷卻是影響全球數據中心的一個關鍵問題。對于較高吞吐量、基于云計算服務不斷增長的需求給目前的數據中心基礎設施造成了壓力，需要采用一種新的散熱方法。而ADI看到了市場這個技術和解決方案的空擋， 在一年多前推出了采用Power by Linear? μModule? 穩壓器技術的LTM4700 降壓型 DC/DC 電源穩壓器，獨特的工程設計為市場提供了高效冷卻減少能耗的數據中心供電方案。

該器件兼具同類產品最高功率和用以降低數據中心基礎設施冷卻要求的高能效。這款新型電源 μModule 可提供雙路 50A 或單路 100A 配置，其采用的創新封裝技術實現了在服務器密度增加以及數據中心吞吐量和計算能力提升下，對系統尺寸和冷卻成本的影響微乎其微。LTM4700 μModule 的高集成度和內置組件級的封裝設計納入了片上存儲器、數據轉換電路和數字接口，尺寸只相當于競爭器件的一半左右。該器件的應用包括云計算、高速計算和光網絡系統、通信基礎設施、PCIe 板，以及醫療、工業和測試與測量設備。

在大部分模塊化解決方案的運行溫度為 90°C的常態下，LTM4700通過采用全新的散熱封裝技術，使其工作時的溫度僅為 73°C，氣流僅為200LFM，而這正是LTM4700成為降低數據中心基礎設施冷卻要求的關鍵。

專為應對工業電源挑戰設計，全環境穩定運行

不僅限于高效率的冷卻速度，一款簡單且成熟的電源轉換解決方案還考驗著穩壓器產品的質量水準以及長期可靠性。在高達 70°C 的環境溫度和具有 200 LFM 氣流的工作情況下，LTM4700 可在 12VIN 至 0.8VOUT 的轉換中提供 100A 的滿載電流。在 12VIN 至 0.8VOUT 轉換操作時的峰值轉換效率為 90%。另外，μModule架構還使系統設計人員能組合最多 8個器件，可提供高達800A的負載電流，以滿足數據中心處理器的較高功率需求，包括 FPGA、ASIC、GPU 和微控制器。

LTM4700 能在 4.5V 至 16V 的輸入范圍內工作，其輸出電壓在 0.5V 至 1.8V 的范圍內進行數字控制。集成式 A/D 轉換器、D/A 轉換器和 EEPROM 使得用戶能夠采用一個 I2C PMBus 接口對電源參數進行數字監視、記錄和控制。開關頻率同步至一個頻率范圍為 200kHz 至 1MHz 的外部時鐘，以滿足那些對噪聲敏感的應用。LTM4700 還擁有針對過壓和欠壓、過流和過溫等故障情況的自保護和負載保護功能。

LTM4700集成的PMBus I2C接口實現了功能拓展，意味著LTM4700能夠通過外接實現更多功能，如：通過數字通信總線配置電壓，定義復雜的開/關時序布置，定義故障條件（如過壓和欠壓限值），設置重要的電源參數（如開關頻率、電流限值等）。而在同一通信總線上，可以通過LTM4700回讀重要的工作參數，如輸入電壓和輸出電壓、輸入和輸出電流、輸入和輸出功率、內部和外部溫度，以及在某些產品中測量所消耗的能源。用戶可以實現對設計的精確閉環裕量測試，并將電源電壓調整到非常精確的水平。

總結

根據預測，到2025年全球的總數據容量將會超過175ZB。隨著5G的來臨以及人工智能和機器學習的發展，數據中心的建設與部署將會突飛猛進。從電源工程師的角度來看，在數據中心的迅猛發展也為電源這一越來越具挑戰性的領域帶來新的挑戰。提供一個性能優異、散熱良好，并能滿足最終應用所需的所有性能標準的現成完整電源一直是業界進行模塊化電源設計的初衷，這也是ADI等電源半導體解決方案提供商在電源研發努力的方向。自2005年推出LTM4600，到LTM4700的問世，正是基于ADI在μModule穩壓器上超過14年的經驗沉淀，特別是解決了電源市場PCB面積局限性越來越大，給定空氣流量下，隨著電路板密度增大使得散熱約束設計變得越來越復雜，以及產品上市時間壓力越來越大。從首款產品LTM4600具備的嚴格質量與可靠性，延續到了之后的每代產品上并不斷進步，無論從是尺寸還是效能上，也正是業界電源產品不斷解決行業挑戰的過程。