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GENESYS创惟主控芯片的电源供电技术

发布人:管理员    发布时间:2026-01-15

在数据爆炸式增长的时代背景下,存储设备需要处理更复杂的负载场景,这对供电系统提出了挑战。GENESYS创惟的主控芯片的电源供电技术直接决定了存储设备的性能上限与稳定性表现,通过创新的多相供电架构、动态电压调节算法以及先进的电源管理单元设计,构建了一套高效可靠的电源解决方案,为高性能存储设备提供了坚实的电力保障。

创惟主控芯片采用的多相供电架构是其电源技术的核心创新之一,不同于传统单相或双相供电方案,创惟将供电系统分解为多个并联的功率单元,通过交错相位控制实现负载均衡。这种设计显著降低了单相电流应力,使每个功率MOSFET的工作温度下降15-20℃,大幅提升了系统可靠性。多相架构还带来了更快的瞬态响应能力,当主控芯片从休眠模式突然切换到全速工作时,供电电压的波动被控制在±3%以内。创惟的相位平衡算法能够实时监测各相电流差异,动态调整PWM占空比,确保各相之间电流差异不超过5%,这种控制有效避免了因相位不平衡导致的效率下降问题。

动态电压频率调节技术是创惟电源系统的另一大亮点,该技术通过实时监测主控芯片的工作负载,动态调整核心电压与时钟频率的匹配关系。当处理轻量级任务时,系统会自动降低电压和频率,实现功耗的阶梯式下降;而在应对突发性大流量数据传输时,供电系统能在微秒级别内完成电压爬升,确保性能的及时释放。

在电源管理单元(PMU)设计上,GENESYS创惟采用了全集成化的解决方案。将DC-DC转换器、LDO稳压器、电量监测电路以及保护模块集成在单一芯片中,不仅节省了PCB面积,还减少了外围元件数量带来的可靠性风险。PMU内置的16位高精度ADC以100ksps的采样率实时监控各路电源参数,配合过压、欠压、过流、短路等多重保护机制,构成了全方位的电源监护系统。特别值得一提的是自适应环路补偿技术,能够根据输出电容的ESR变化自动调整补偿参数,确保在不同负载条件下都能维持稳定的环路响应,这项技术使系统在-40℃至125℃的温度范围内都能保持优良的电源纹波特性。

针对PCIe Gen4/Gen5接口的高速率需求,创惟开发了专门的供电隔离技术。通过将模拟电源与数字电源域物理分离,并采用深N阱隔离工艺,将电源噪声耦合降低了18dB。同时,芯片内部集成了可编程的去加重均衡电路,能够补偿因电源噪声导致的信号完整性损失,这使得在16GT/s以上的高速传输时,眼图张开度仍能保持优于0.35UI的水平。为了应对突发功耗峰值,供电系统还设计了分布式去耦电容网络,配合片上钽电容阵列,可在1ns内提供高达20A的瞬时电流支撑。

在能效优化方面,GENESYS创惟引入了多项突破性技术。其自适应栅极驱动技术根据负载电流智能调整MOSFET栅极驱动强度,在轻载时采用较慢的开关边沿降低开关损耗,重载时则加快开关速度减少导通损耗,这项技术使电源转换效率在全负载范围内都维持在90%以上。芯片还集成了基于时间数字转换器(TDC)的谷值开关检测电路,能够捕捉电感电流的谷底时刻进行零电压开关(ZVS)。在待机模式下,系统会关闭非必要功能模块的供电,仅保留关键状态寄存器的内容,此时整机功耗可控制在5mW以下,满足严苛的能源之星标准。

热管理是高性能供电系统不可忽视的一环,创惟在主控芯片内部集成了温度传感器,实时监测各功能模块的结温分布。当检测到局部热点时,电源管理系统会动态调整任务分配,同时适度降低该区域供电电压,实现热流均衡。芯片还支持与外部散热系统的智能联动,通过PWM信号调节风扇转速,构成闭环温控体系。

从实际应用效果来看,采用GENESYS创惟电源技术的存储控制器在各项性能指标上均有显著提升。在持续读写测试中,供电电压波动小于2%,完全消除了因电源噪声导致的数据错误;随机读写延迟降低了15%,这得益于电源系统对瞬时负载变化的快速响应。
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