Teardown Report

NVIDIA H100 GPU 12相VRM供电拆解

拆解来源:充电头网/EDN China 2024.12 | GPU核心供电12相VRM | MPS多相控制器+DrMOS方案 | 电感及MLCC被动器件阵列
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AI硬件GPU供电MPS多相控制器DrMOS

产品背景

NVIDIA H100是当前AI训练/推理市场的旗舰GPU,单卡功耗700W,核心电压约0.8V,需要高达900A的电流供应。为满足这一需求,H100采用了12相多相VRM供电方案,每相配置独立的DrMOS功率级、一体成型电感和MLCC去耦电容阵列。

拆解说明:GPU核心供电的VRM方案采用MPS MP2985 12相PWM控制器搭配MP86934 55A DrMOS的经典组合,同款设计也见于A100及部分自研AI芯片供电方案中。AOS和Renesas为备选DrMOS供应商。

VRM供电主板BOM拆解

序号器件品牌型号用量关键规格
1多相PWM控制器MPSMP29851颗12相数字PWM控制器,PMBus/SVID接口
2DrMOS功率级MPSMP8693412颗55A智能DrMOS,集成驱动+FET,5×5mm
3DrMOS(备选)AOSAOZ5317NQI55A DrMOS,pin兼容方案
4DrMOS(备选)RenesasISL9938060A智能功率级,4×5mm
5输出功率电感Coilcraft / TDKSLR1190系列12颗200nH/60A一体成型屏蔽电感
6输入/输出MLCCTDK / MurataX7R/X7S大量50V输入滤波 · 6.3V输出去耦,0402/0603
7SP-Cap电解电容PanasonicOS-CON系列12颗560μF/2.5V,超低ESR
8电流检测电阻VishayWSLP系列12颗0.5mΩ精密合金电阻,1W
9温度传感器TITMP4511颗±1℃远端测温,SMBus接口
10辅助供电LDOTITPS7A系列2颗超低噪声LDO,用于控制器供电

咏川推荐替代方案

咏川可提供的第二供源、替代方案及新增优化器件:

序号原器件/需求推荐品牌推荐型号系列推荐理由
1多相控制器(替代)BELLING / JoulWatt多相控制器系列12相数字PWM,替代MPS/Infineon,国产供应链
2DrMOS功率级(替代)JoulWatt55A/70A DrMOS系列集成驱动+FET,pin替代MPS MP86934
3大电流电感(替代)Sunlord / TDG一体成型电感200nH/60A低DCR/高Isat,替代Coilcraft/TDK,AI VRM标配
4MLCC(替代)TAIYO YUDENX7R/X7S系列日系品质,替代Murata/TDK,高频低ESR
5辅助POL供电(替代)UMW / UTCDC-DC Buck + LDO替代TI TPS系列,性价比高、交期短
6电流检测运放(替代)SGMicro精密电流检测运放替代TI INA系列,高CMRR
7ESD保护(新增)WAYONTVS/ESD阵列VRM热插拔端口保护
8电源连接器(替代)CJT板对板大电流连接器替代Samtec/Molex
9BMC启动Flash(新增)PuyaSPI NOR Flash替代Winbond/Micron,固件存储

产品系统框图

GPU 12相VRM供电系统框图
PCIe 12V
Gold Finger
BELLING
12相PWM控制器
JoulWatt DrMOS×12
55A功率级
Sunlord/TDG
一体成型电感×12
GPU Vcore
~0.8V / 900A
TAIYO YUDEN MLCC阵列 | Puya BMC Flash | UTC LDO辅助供电 | WAYON ESD保护
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总结

H100 12相VRM方案10类核心器件中,咏川可替代或提供第二供源的器件共8项(多相控制器、DrMOS、电感、MLCC、LDO、运放、ESD、Flash),综合覆盖率约80%。SP-Cap特规电容和MPS主控DrMOS属于原厂直供,但JoulWatt的国产替代已具备竞争力。

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