【产通社，12月16日讯】即使数据中心的GPU只需要700瓦来运行大型语言模型，由于电力传输效率低下，它实际上可能需要1700瓦。创业公司PowerLattice团队表示，他们通过小型化和重新封装高压稳压器解决了这个问题。
该公司声称，其新的小芯片通过缩小电压转换过程的尺寸并使其更接近处理器，将功耗降低了50%，每瓦性能提高了一倍。

收缩和移动电力输送的距离

传统系统一般将电网的交流电转换为直流电后，再转换为GPU可用的低压（约1V）直流电，为AI芯片供电。随着电压的下降，电流必须增加以节省电力。
这种交换发生在处理器附近，但电流在低电压状态下仍会行进一段有意义的距离。任何距离的高电流都是坏消息，因为系统以与电流平方成比例的热量形式损失功率。“你离处理器越近，大电流必须行进的距离就越短，因此我们可以减少功率损耗，”在加州大学圣地亚哥分校研究电力电子的Hanh Phuc Le说，他与PowerLattice没有联系。
PowerLattice邹表示，鉴于人工智能数据中心的功耗不断增长，“这在今天几乎已经成为一个令人望而却步的问题。”
邹认为，他和他的同事们已经找到了避免这种巨大权重损失的方法。他们没有从距离处理器几厘米远的地方开始降低电压，而是在处理器的封装内找到了如何在几毫米远的地方降低电压的方法。PowerLattice设计了一种微小的功率传输小芯片——将电感器、电压控制电路和软件可编程逻辑缩小到一个大约是铅笔橡皮擦两倍大小的IC中。这个小芯片位于处理器的封装基板下方，与之相连。
PowerLattice面临的一个挑战是如何在不改变电感器性能的情况下使其更小。电感器暂时储存能量，然后平稳释放，帮助调节器保持稳定的输出。它们的体型直接影响它们能管理多少能量，因此缩小它们会削弱它们的效果。
这家初创公司通过用一种特殊的磁性合金制造电感器来解决这个问题，这种合金“使我们能够在高频下非常有效地运行电感器”。“我们可以在比传统解决方案高一百倍的频率下工作。”在更高的工作频率下，电路可以设计为使用电感量更低的电感器，这意味着组件本身可以用更少的物理材料制成。这种合金是独一无二的，因为它在这些高频下保持了比同类材料更好的磁性能。
由此产生的小芯片不到当今电压调节器面积的二十分之一。如此微小的尺寸使小芯片能够尽可能靠近处理器，节省的空间为其他组件提供了宝贵的空间。
即使规模很小，专有技术也是“高度可配置和可扩展的”。客户可以使用多个小芯片进行更全面的修复，如果他们的架构不需要的话，可以使用更少的小芯片。这是PowerLattice解决电压调节问题的“一个关键区别”。
该公司声称，使用小芯片可以减少运营商50%的电力需求，有效地将性能提高一倍。50%的节能“是可以实现的，但这意味着PowerLattice必须直接控制负载，其中也包括处理器。”但是，该公司是否有能力根据处理器的工作负载实时管理电源，这是一种称为动态电压和频率缩放的技术，而PowerLattice没有。

面对竞争

目前，PowerLattice正在进行可靠性和验证测试，然后在大约两年内向客户发布第一款产品。但将小芯片推向市场并不简单，因为PowerLattice有一些大牌竞争对手。例如，英特尔正在开发一种完全集成的电压调节器，该器件部分致力于解决同样的问题。
十年前，PowerLattice没有成功的空间，因为销售处理器的公司只有在客户也购买电源的情况下才能确保其芯片的可靠性。“例如，高通公司可以出售他们的处理器芯片，而他们的绝大多数客户也必须购买他们专有的高通电源管理芯片，否则他们会说，‘我们不能保证整个系统的可靠运行。’”
不过，现在可能还有希望。“有一种我们称之为小芯片实现趋势，这是一种异构集成，”Le说。客户正在混合和匹配来自不同公司的组件，以实现更好的系统优化。
尽管英特尔和高通等知名供应商可能继续在知名客户中占据上风，但构建处理器和人工智能基础设施的小公司（主要是初创公司）也有空间。Le说，这些知名大牌将需要寻找电源，这就是PowerLattice和类似公司可以介入的地方。“市场就是这样。我们有一家初创公司与一家初创企业合作，做一些实际上与大公司合作甚至竞争的事情。”

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