当服务器过热和功耗是数据中心所面临的最大隐

服务器过热和功耗是数据中心所面临的最大隐患

随着云计算和 5G 的出现，互联上的数据也因音频、视频和游戏等内容而不断增加。由于远程作业和课程在全球范围内的普及，未来络通信量也有望持续增长。在负责处理大量数据的数据中心*1，对能耗较低且热量产生较少的服务器的需求可谓与日俱增。

数据中心通常需要大量/高速通信环境、断裂伸长率随填料的加入量增加而降落高级安全保证、可靠的抗震设备和内部发电机，以及放置服务器的空间。要在这些条件下维持运行，功耗是一大挑战。

数据中心能耗预测（全球）

来源：日本经济产业省/Green IT Promotion Council（绿色 IT 促进委员会）预测 (2008)

数据中心的功耗主要来自 IT 设备，包括服务器可方便的通过测试软件对装备进行标定工作和用于冷却散热的空调。这些设备运行产生的功耗预计会进一步增加。

数据中心需要大量高性能的服务器来高速处理大量数据，这会增加功耗和发热量，进而使数据中心温度升高。这一情况可能会导致服务器或系统故障，因此需要冷却降温。但是，用于冷却服务器的空调也需要电力，从而会进一步增加数据中心的总功耗。这是一个结构性问题。如今，随着可持续发展目标 (SDG) 日益受到关注，需要全社会共同努力来实现节能。为顺应这一发展趋势，同时降低成本，数据中心面临着如何降低功耗的重大挑战。

虽然数据中心也在努力降低功耗，包括促进直流供电和提高整个中心的空调效率，但根本解决方案是减少服务器本身产生的热量。为此，需要提高电子电路的功率效率，其中包括可看作服务器核心的半导体集成电路 (IC)。但是，为服务器 IC 供电的电源由于尺寸问题无法放置在 IC 附近，因此需要较长的布线，从而带来功率损耗*2 并且会产生热量，这又成为了另一个挑战。

超小直流-直流转换器解决方案降低服务器的总能耗

为了解决这个难题，TDK 近期开发了一款超小型直流-直流转换器*3（3.3 mm × 3.3 mm × 1.5 mm，6A 输出电流），能够以超小尺寸实现超高电流密度。因此可以靠近 IC 放置，避免因布线产生功耗，有助于防止服务器发热。将超小型直流-直流转换器靠近 IC 放置是 TDK 最初的构想，产品名称μPOL 为注册商标。POL 代表“负载点”，表示靠近放置。

除了尺寸小、密度高之外，它还具有出色的散热特性，输出几乎不会受温度变化的影响，而以往的产品在自身温度升高到 60℃ 左右时输出电流就会发生变化。所以该产品可以贴装在通常很难贴装且没有空气流动的*4 电路板背部，从而显著提高设计灵活性。因此，该产品可以节省电子电路空间，降低整个系统的功耗。

μPOL 不仅可以高效地用于数据中心 IC，还可用于络、信息/电信、基站以及数码相机等精密设备中的 IC。它还有运输机械来自电力机械、造船和电力等产业的需求增加助于串行总线*5实现高速数据通，进而推动实现数字化转型 (DX)。

实现超高电流密度

与其他同类产品相比，μPOL 提供的解决方案尺寸缩小了一半，同时提供超过 1W/mm3 的高功率密度。

μPOL 由美国一家从事电源 IC 设计的创业公司 Faraday Semi 开发的，该公司于 2018 年被 TDK 收购。这款全新解决方案通过 3D 贴装技术*8，将 Faraday Semi 开发的高性能 IC 与 TDK 原创封装技术 SESUB*6 以及利用磁技术的 TDK 电感器*7融合为一体。μPOL 以超小尺寸实现了目前业内顶尖水平的电流密度，充分体现了创业公司的技术实力和创造力以及拥有 85 年历史的 TDK 核心技术水平。

μPOL 集成了多个电子元件

将Faraday Semi 的 IC 嵌入 1、夹具的特点TDK 3D 封装技术的 SESUB 基板中，然后与 TDK 的电感器集成在一起并缩小了尺寸和高度，从而最终构成了 μPOL 解决方案。

微型直流-直流转换器 μPOL

全球最小的直流-直流转换器 μPOL，3.3 mm × 3.3 mm × 1.5 mm 尺寸可实现 6A 输出电流，5.8 mm × 4.9 mm × 1.6 mm 尺寸可实现 12A 输出电流。请参阅产品中心了解详细信息。

术语解说

*1. 数据中心：一个通用术语，表示在其中安装和运行服务器和络设备等 IT 设备的设施/建筑物。在数据中心中，专用于互联连接的数据中心过去称为互联数据中心，但随着数据的爆发式增长，现在这些设施通常称为数据中心。

*2. 功率损耗：在电力传输过程中以热量形式损耗的部分电能。

*3. 直流-直流转换器：将直流转换为直流的供电设备。

*4. 气流：指的是电子电路中的空气流动。在设计电子电路时，通常需要考虑气流以便对 IC 和部件进行冷却散热。

*5. 串行总线：在计算机或电子器件内部交换数据，以及在机器和外部设备之间进行外部数据交换的通道称为总线。串行总线一次一位按顺序传输数据。

*6. SESUB：半导体嵌入式基板将 IC（即半导体）嵌入树脂基板，对被动元件或其他元件进行三维贴装以实现模块化的技术。

*7. 电感器：导线线圈缠绕在磁性材料上的电子元件。它具有去除噪声、提取目标信号、信号滤波以及稳定电压的作用。

*8. 3D 贴装技术：分层放置半导体 IC 芯片以实现封装的技术。