- PMBus开放式标准做后盾 软件定义电源发展后势看俏

对于电源设计和开发人员，以及数据中心营运商来说，软件定义的电源架构具有许多潜在的好处，在软件级改变设计的能力，可望消除硬件设计的风险，并且在未来加快完成项目的速度。幸运地，从模拟电源架构向软件定义电源的转变可以很快且容易地实施，无须开发新的技术或设计硅智财(IP)。

在实际使用中，软件定义的电源架构将能够克服数据中心设计人员和营运商现今所面临的诸多挑战。考虑到半导体制程的变化引致各个电路板之间存在微小差异，数字电源架构已经允许透过精细调节中间总线和负载点输出电压，以优化营运效率，且还可补偿温度变化的影响。

透过软件处理这类调整，可以为数据中心带来有价值的总体能源效率提升。然而，这仅仅是所实现改进中的一小部分。

软件定义的电源架构还可以带来更进一步的效率提升，并且以降低在低需求期间对电源的压力，以及实施预测性维护，来协助改善其他性能参数，例如可靠性和正常工作时间。此外，软件定义的电源架构可以透过启动或禁用电源来快速满足需求，并且藉由调节系统电压来获得最佳的效率。

现今的处理器根据所施加的处理负载，以自适应电压调节(Adaptive Voltage Scaling, AVS)技术来自动调节电源需求。在轻负载情况下，可以将电源电压和运作频率减少到执行任务所需的最小值。

最新1.3版本PMBus标准已经加入了对自适应电压调节总线(Adaptive Voltage Scaling Bus, AVSBus)的支持，PMBus标准是一种针对电源设备之间通讯用的开放式标准协议。除了先前可用的PMBus指令外，对AVSBus的支持也可以让处理器自动调节合适的负载点(POL)输出电压。
自动调节电源架构以确保在不断变化的情况下达到最佳运作效率，不仅可以在电源中最大限度地减小能源转换损耗，还可以最大限度地降低对主动式冷却系统的需求，结果可减少如托盘风扇(Tray Fan)和服务器房间空调系统冷却系统所消耗的能源。

除了节省能源外，降低对冷却的需求之后，还可以腾出更多空间来安装服务器、交换机或线路卡。

同时，软件定义的电源架构还可因可靠性的提高而受益。连续调节系统电压以保持最佳的效率，并且最大限度地减少热的产生，这些都可减少施加在中间总线转换器(IBC)和POL转换器上的应力，最终，软件定义的电源架构还能最大限度地减少由于电源故障所引起的停机时间。

开放式标准PMBus成厂商最爱
在连接性的催化之下，电源转换器从一个个的孤岛改变成为协作系统中的一个个单元，这种协作系统可对中央控制器的指令产生反应；而此一中央控制器则是位于软件定义的电源架构之核心。开放式标准PMBus是理想的媒介，PMBus兼容的前端交流对直流(AC-DC)电源、数字POL和IBC产品早已推出市场，对刚开始要为客户建立软件定义电源架构的电源供货商而言，它们将发挥关键性的推动作用(图2)。

图2 在软件定义电源架构中，开放式标准PMBus是一种连接转换器的理想媒介。

在加值型的供电应用领域中，软件定义电源正快速地获得采用，在这些系统中，数字电源的特性同时为设计公司和最终用户带来经济上的优势。
不过，设计团队需要时间来建立模型和开发算法，才能够充分利用软件定义供电技术所提供的强大能力。某些团队可能会先在电路板级实施软件控制，之后再将机架和大功率转换级部分带入软件定义的架构中。另一方面，某些团队可能从大功率级开始设计，然后将软件控制向前扩展至机架和电路板级。

此外，早期的控制算法可能比较简单，只须根据少数几个参数来预测，但随着时间的演变，由于要对更大的数据集进行更详细的分析，所以算法也会变得越来越复杂。

随着对这些技术的熟悉程度增加，以及那些已经验证、可在后续项目中快速且高效地再次使用之设计的数目也不断地在增加，未来的设计人员将能够很快地交付新的项目，并且将精力集中在开发额外的加值功能，其中可能包括预测性维护，这将有助于提升主要的性能标准，例如正常运作时间，同时透过降低设备更换率来减少大型设备的成本支出。