从ChatGPT爆火到AI算力基石：GPU供电方案深度解析

OpenAI的大语言模型ChatGPT在推出约两个月后，达到1亿月活，成为迄今为止增长最快的消费者应用程序。ChatGPT不仅是新一代聊天机器人的突破，也为信息产业带来巨大变革。而这一切的背后，离不开超级算力的支撑——尤其是GPU及其供电系统的革命性发展。

AI背后的超级算力

人工智能（Artificial Intelligence），简称AI，是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。

人工智能企图了解智能的实质，并生产出一种能以人类智能相似的方式做出反应的智能机器，研究领域包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。

计算机视觉、机器学习、自然语言处理、机器人和语音识别是人工智能的五大核心技术，但本质上就是一个程序，核心是算法。通过将现实问题转换成数学语言进行运算，最终实现类似于人的思维能力。ChatGPT能成为如今火遍全球的顶流模型，少不了背后超强的算力支持。

小提示：AI模型的训练和推理对算力的需求是呈指数级增长的，算力越强，模型越复杂，回答越精准。

AI超算背后的功臣：GPU

图形处理器(Graphics Processing Unit)，即GPU，是一种专门在PC、游戏机和一些移动设备(如平板电脑、智能手机等)上的图像运算工作微处理器。

GPU将计算机系统所需要的显示信息进行转换，并向显示器提供行扫描信号，控制显示器的正确显示，是连接显示器和PC主板的核心，也是“人机对话”的重要设备之一。

由于CPU在图像渲染方面的能力不足，GPU分担这部分工作，有了上千上万个更加简单的核心，GPU能高效地处理让CPU十分吃力的任务。GPU适用于HPC和超算领域所涉及的许多问题类型，包括数据库查询、密码学领域的暴力搜索、对比不同独立场景的计算机模拟、机器学习/深度学习、可视化地理。

常见问题：为什么AI训练一定要用GPU而不是CPU？
答：GPU拥有数千个简单计算核心，擅长并行处理大量相同类型的运算（矩阵乘法），而CPU核心少且擅长复杂逻辑控制。深度学习本质上是大量矩阵运算，GPU并行优势巨大，训练速度可提升数十倍。

矽力杰助力GPU核心供电

多相控制器连接DrMOS可实现多相拓补结构的大电流DC/DC系统，可大幅提升供电功率，优化能耗，提升整体性能，简化系统电源设计，是大功率供电芯片的核心，是GPU的主流供电形式。

矽力杰多相Buck电源 SQ51201

矽力杰SQ51201是一款大电流多相Buck控制器，能够为高性能ASIC提供高品质的稳定电源输出方案。输出电压由至多6个DrMOS交错并联。实现300kHz~1MHz范围内可编程开关频率，与矽力杰DrMOS方案完全兼容。

SQ51201内置PMBus接口，线性模式下输出电压为0.25~2.5V，步长为1/512V；在VID模式下步长为5mV/10mV。采用基于纹波的自适应导通时间控制，为大电流应用提供快速瞬态响应。

SQ51201提供过压、欠压、过温和过流保护，同时检测远端反馈是否出现开路或短路，为负载点稳压器应用提供了一套完整的高级保护功能。

小提示：SQ51201的PMBus接口使得电源管理可以通过软件远程配置和监控，非常适合数据中心和AI服务器场景。

矽力杰16V/70A集成功率级DrMOS SQ29663

SQ29663采用业界标准封装，芯片内部集成两个高性能的MOS和驱动及控制单元，通过优化设计的内部结构和驱动控制，能够实现高效率、高功率密度以及良好的散热性能。严密的控制和保护逻辑使其能轻松兼容主流的前级控制器，适用于CPU、GPU以及POL的电源设计。

SQ29663支持5V~16V的Vin电压范围。输入信号兼容3.3V/5V电平，支持三态信号以实现不同工作模式的控制。死区时间、传播延迟和驱动边沿的调整使其可以高效安全运行。

SQ29663内部集成了8mV/℃的温度传感器，通过TMON实时报告温度，25℃下典型输出电压为800mV，TMON内部可上拉或下拉用作故障标志位。SQ29663可以实时采样内部MOSFET的电流信息并重建为与电感电流成正比的三角波，内建的温度补偿使其能达到5mV/A ±5%的精度输出。SQ29663支持包括OCP、NOCP、OTP、pre-OVP、HSS等多种保护，以实现安全可靠运行。

常见问题：DrMOS相比传统分立MOS方案有什么优势？
答：DrMOS将上管、下管和驱动IC集成在一个封装内，减少了寄生电感和走线损耗，开关速度更快，效率更高，同时散热更好，PCB布局也更简洁，非常适合大电流的GPU供电场景。

总结与展望

除了GPU供电方案，云计算、人工智能应用以及大功率处理器和翻跟斗需求的不断增长，数据中心也在不断发展以适应新的大功率需求。矽力杰长期深耕模拟芯片高端应用领域，积极拥抱AI发展浪潮，通过SQ51201和SQ29663等产品为AI基础设施提供稳定、高效的核心供电保障。未来，随着AI模型规模持续扩大，GPU对供电的功率密度和动态响应要求将进一步提升，此类高性能电源芯片将成为算力底座不可或缺的一环。