瑞萨电子 AI 加速卡电源传输系统：赋能高效算力 附框图及所需芯片

随着人工智能技术的快速迭代，AI 驱动的各类应用（如大模型推理、自动驾驶、数据中心算力调度等）需求呈爆发式增长，AI 加速卡作为算力核心载体，其设计优化已成为产业界关注的核心焦点。其中，电源传输系统的稳定性、高效性与紧凑性，已成为制约 AI 加速卡性能充分释放的核心瓶颈。现代 AI ASIC 芯片对供电指标要求极为严苛，需在低于1V 的核心电压下实现数百安培的极高电流供给，同时兼顾低功耗、低散热与高可靠性，这对电源传输方案的设计与落地提出了极高技术挑战。瑞萨电子深耕电源管理技术领域多年，凭借行业领先的电源 IC 研发能力与架构设计经验，打造出专为 AI 加速卡定制的电源传输系统，精准破解千瓦级 AI 加速器系统的供电痛点，为 AI 算力高效稳定运转提供坚实技术支撑。

核心系统优势

- 高电流、低电压精准供电，全面覆盖 AI 加速器核心及外设电源域。针对 AI ASIC 核心芯片低电压、高电流的供电特性，该系统可实现稳定大电流输出，同时精准管控电压波动，避免电压不稳引发的芯片性能衰减或硬件损坏，全面保障 AI 加速器核心运算单元、外设接口等各电源域的稳定运行，满足复杂 AI 任务的高要求供电需求。

- 高效多相电源架构，兼顾低功耗与持续 AI 性能输出。采用先进的多相电源拓扑结构，通过多相并联分担负载，有效降低开关损耗与导通损耗，显著提升电源转换效率，减少功耗浪费。同时，多相架构具备快速负载响应能力，可精准应对 AI 任务运行过程中的动态负载变化，确保 AI 算力持续稳定输出，规避因供电波动导致的任务中断或性能衰减问题。

- 高功率密度设计，优化 PCB 布局并缓解散热压力。通过集成化、小型化电源芯片与优化架构设计，大幅提升电源系统功率密度，减少电源模块占用的 PCB 面积，为 AI 加速卡其他核心元件预留充足布局空间。同时，紧凑的布局设计可有效降低散热压力，配合高效电源转换效率减少热量产生，切实解决 AI 加速卡因高算力运行引发的散热难题，提升系统整体运行稳定性。

- 可扩展架构灵活适配多元场景，覆盖云端与企业级 AI 工作负载。系统采用模块化、可扩展设计理念，可根据不同算力需求的 AI 加速卡（如云端大规模算力集群、企业级边缘计算设备）灵活调整电源配置，适配从低功耗边缘 AI 设备到高功率云端 AI 服务器的各类工作负载，兼具灵活性与兼容性，满足不同应用场景的供电需求。

功能框图

核心芯片推荐

线性稳压器（LDO）

RAA214020作为专为高精度供电场景设计的线性稳压器（LDO），具备5.5V 输入电压、2A 持续输出电流的性能参数，同时拥有超低噪声与高电源抑制比（PSRR）特性。该芯片可有效滤除电源噪声干扰，稳定输出纯净电压，为 AI 加速卡上对电源噪声敏感的芯片（如时钟模块、传感器等）提供可靠供电，规避噪声干扰引发的信号失真问题，保障系统运行的稳定性与精准度。

降压稳压器（集成 FET）

- ISL85003是一款高效3A 同步降压稳压器，集成高性能 FET 元件，采用同步整流技术，显著提升电源转换效率，降低功耗损耗。该芯片具备宽输入电压范围，可适配多种供电场景，同时搭载过流保护、过热保护等多重安全机制，兼顾能效与稳定性，适用于 AI 加速卡多数外设模块的供电需求，为系统稳定运行提供坚实保障。

- ISL85033为宽输入电压双路标准降压稳压器，可实现3A/3A 持续输出电流，双路独立输出设计可同时为两个不同电源域供电，减少外部元件数量，简化 PCB 布局。其宽输入电压特性可适配不同前端供电方案，同时具备优异的负载响应能力，可精准应对动态负载变化，满足 AI 加速卡多模块协同供电的需求。

特定应用时钟

RC19004是专为 PCIe Gen7接口设计的4输出时钟缓冲器，具备高精度时钟信号输出能力，可同时为多个 PCIe 接口相关模块提供稳定、精准的时钟信号。在 AI 加速卡中，时钟信号的精准传输直接影响数据传输效率与稳定性，该芯片可有效降低时钟抖动，保障 PCIe Gen7接口的高速数据传输，助力 AI 加速卡实现高效数据交互。

多相 DC/DC 开关控制器

ISL68229作为数字式三路输出、12相 PWM 控制器，是多相电源架构的核心控制芯片。该芯片可实现三路独立输出控制，支持12相并联运行，能够精准管控各相电源的输出相位与电流分配，显著提升电源系统功率处理能力，适配千瓦级 AI 加速器的高功率供电需求。同时，数字控制方式可实现灵活的参数配置与动态调整，优化电源性能，降低功耗损耗。

智能功率级

ISL99390是一款90A 智能功率级（SPS）模块，集成高精度电流与温度监控器，是高电流供电场景的核心器件。该模块可实现大电流高效输出，同时通过内置监控模块实时监测电流与温度变化，当出现过流、过热等异常情况时，可快速触发保护机制，避免芯片损坏，提升系统可靠性。其适配 AI ASIC 核心芯片的高电流供电需求，为 AI 加速卡核心算力单元提供安全、稳定的供电支撑。

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