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Avec le développement rapide de l'intelligence artificielle, le nombre de cœurs de processeur augmente et la demande en traitement de données croît de façon exponentielle. La DDR5 s'est imposée comme norme de mémoire de nouvelle génération, visant à répondre aux besoins urgents des centres de données, du calcul haute performance et des ordinateurs haut de gamme en matière de vitesse et de capacité accrues. La transformation et le développement des technologies de stockage de nouvelle génération imposent également des exigences plus élevées en matière de taille et de performances électriques des inductances.
1- Demande d'inducteurs DDR5
DDR5 est l'abréviation de « cinquième génération de mémoire à double débit de données ». Il s'agit d'une mémoire vive à accès rapide utilisée dans les systèmes informatiques pour le stockage de données. Comparée à la mémoire DDR4, la DDR5 offre une bande passante et une vitesse de transfert près de 2,5 fois supérieures, ce qui lui permet de traiter davantage de données et d'améliorer les performances du système. La capacité maximale de la DDR5 peut atteindre, voire dépasser, 128 Go/s, la rendant idéale pour les applications exigeant une grande capacité de mémoire, telles que l'intelligence artificielle et les centres de données. De plus, la DDR5 requiert un rendement de conversion énergétique supérieur à 92 % à 50 % de la charge de courant maximale, contre 90 % pour la DDR4. En résumé, la DDR5 offre des vitesses de transfert de données plus rapides, une consommation énergétique réduite, des exigences de conversion énergétique plus élevées et une capacité de mémoire accrue.
Contrairement à la DDR4, dont la puce de gestion de l'alimentation principale est située sur la carte mère, les modules de mémoire DDR5 intègrent le circuit intégré de gestion de l'alimentation. Ce changement d'architecture modifie le rôle et les exigences de performance de l'inductance. Les principales exigences relatives aux inductances sont les suivantes :
◾ Fréquence de fonctionnement plus élevée : les circuits intégrés de gestion de l’alimentation (PMIC) DDR5 utilisent une architecture d’alimentation à découpage qui commute à des fréquences plus élevées (supérieures à 1 MHz) pour un rendement de conversion supérieur et une réponse transitoire plus rapide. Les inductances doivent présenter des caractéristiques haute fréquence afin de maintenir des propriétés magnétiques stables dans les applications haute fréquence, c’est-à-dire de faibles pertes dans le noyau.
◾ Rendement de conversion supérieur et pertes réduites : la DDR5 présente un rendement de conversion de puissance supérieur à 92 %, ce qui exige des inductances à faible résistance CC et à faibles pertes dans le noyau. En commutation haute fréquence, les pertes par hystérésis et par courants de Foucault dans le noyau doivent être minimisées.
◾ Courant de saturation plus élevé : les puces mémoire DDR5 fonctionnent à des tensions plus basses, mais traitent davantage de données et à des vitesses plus élevées, ce qui entraîne des courants de crête instantanés élevés et fluctuants. D’excellentes caractéristiques de courant de saturation permettent aux inductances de supporter ces courants de crête instantanés élevés sans défaillance.
◾ Taille réduite, densité de puissance accrue : les circuits intégrés de gestion de l’alimentation (PMIC) DDR5 et leurs composants passifs environnants sont directement intégrés aux modules de mémoire, ce qui limite considérablement l’espace disponible sur le circuit imprimé. De plus, chaque module de mémoire dispose d’une alimentation multiphase nécessitant plusieurs inductances, ce qui favorise le développement de ces dernières vers une miniaturisation, une finesse et une densité de puissance élevées.
2- Les inducteurs de puissance moulés de petite taille sont recommandés
Afin de répondre aux besoins des clients finaux en matière d'inducteurs DDR5, Codaca fruit d'une recherche et d'un développement indépendants, ainsi que d'innovations technologiques, la société a lancé une série d'inductances compactes, à haut rendement et à faibles pertes. Parmi celles-ci, les inductances moulées des séries KSTB et CSTB sont spécialement conçues pour répondre aux exigences strictes de la DDR5. Optimisées pour une capacité de courant élevée, de faibles pertes, une grande fiabilité et une conception compacte, ces inductances sont idéales pour les modules de mémoire DDR5 modernes.
2.1 Inductance de puissance moulée série KSTB
Les inductances de puissance moulées KSTB se déclinent actuellement en trois séries : KSTB201610, KSTB252012 et KSTB322512. Les inductances de la série KSTB201610 présentent des dimensions de seulement 2,0 mm × 1,6 mm × 1,0 mm. Moulées avec un bobinage en fil plat et un noyau en poudre magnétique métallique, elles se caractérisent par de faibles pertes, un rendement élevé et une large bande passante. Leur inductance varie de 0,10 à 4,70 µH, leur courant de saturation de 2,30 à 12,00 A et leur résistance en courant continu de 4,0 à 115 mΩ.
Tableau 1 : Principales caractéristiques et dimensions des inductances de la série KSTB
2.2 Bobines d'arrêt moulées série CSTB
Les inductances de puissance moulées de la série CSTB sont actuellement disponibles en 10 séries, avec des dimensions minimales de 1,6 mm x 0,8 mm x 0,8 mm. Fabriquées à partir d'une poudre d'alliage à faibles pertes, ces inductances offrent d'excellentes performances : faibles pertes, rendement élevé et large bande passante. Leur conception fine et légère permet un gain de place et convient aux montages haute densité. La plage d'inductance est de 0,11 à 10,0 µH, le courant de saturation de 1,0 à 14,0 A et la résistance minimale de 7,0 mΩ.
Tableau 2 : Principales spécifications et dimensions des inductances de la série CSTB
3- Caractéristiques du produit
La KSTB et Inducteurs moulés de petite taille, série CSTB les inductances de Codaca ont été optimisées de manière exhaustive en termes de structure, de matériaux et de procédés afin de répondre aux exigences élevées en matière de dimensions et de performances électriques dans les architectures à haute densité de puissance telles que la DDR5. Leurs principales caractéristiques sont les suivantes :
3.1 Structure moulée, bruit ultra-faible
La conception de la structure moulée supprime efficacement les vibrations causées par l'entrefer entre le noyau et la bobine ou par la magnétostriction des inducteurs traditionnels, et permet d'atteindre un niveau sonore extrêmement faible. Ceci est essentiel pour améliorer l'expérience utilisateur des serveurs, des périphériques de stockage et des appareils électroniques grand public qui nécessitent un environnement de fonctionnement silencieux.
3.2 Haut rendement, faibles pertes, excellentes performances en haute fréquence
Ces inductances sont dotées d'un bobinage plat et d'une technologie de poudre magnétique à faibles pertes, avec une résistance en courant continu (DCR) et des pertes dans le noyau très faibles. Elles présentent par ailleurs des caractéristiques haute fréquence et un rendement élevé sur une large plage de fréquences, ce qui les rend particulièrement adaptées aux applications d'alimentation à découpage haute fréquence, réduisant ainsi significativement la consommation d'énergie globale et l'échauffement du système.
3.3 Fin et compact, gain de place
La taille de l'inductance moulée adopte une conception fine et légère, avec une taille minimale de 2,0 x 1,6 x 1,0 mm pour les inductances de la série KSTB et de 1,6 x 0,8 x 0,8 mm pour celles de la série CSTB, permettant ainsi à la DDR5 d'atteindre un montage haute densité dans un espace compact et offrant une flexibilité pour les conceptions de circuits complexes.
3.4 Structure blindée magnétiquement, performances élevées contre les interférences électromagnétiques
La structure à blindage magnétique est conçue pour une forte résistance aux interférences électromagnétiques (IEM). Elle permet aux produits de réussir facilement les tests de compatibilité électromagnétique (CEM) et améliore la stabilité opérationnelle de l'ensemble du système.
3.5 Adaptés aux environnements difficiles, produits stables et fiables
Plage de température de fonctionnement : -40 / -55°C ~ +125°C, il peut fonctionner correctement dans divers environnements de travail difficiles, assurant des performances électriques stables même dans une large plage de températures.
4- Domaines d'application
Grâce à leur conception fine et légère et à leurs excellentes performances électriques, les CSTB et Série KSTB d'inducteurs de puissance moulés de petite taille ils contribuent à une efficacité énergétique élevée lors de la conversion de puissance, ce qui les rend idéaux pour les ingénieurs souhaitant optimiser les performances, l'espace et le coût des systèmes informatiques de nouvelle génération. Leurs principales applications sont les suivantes :
◾ DDR5, disques SSD
◾ Processeurs CPU/GPU
◾ Circuits de suppression et de filtrage du bruit
◾ Systèmes de communication réseau et de stockage de données
5- Situation de production
Le produit a été fabriqué en série avec un délai de livraison de 4 à 6 semaines.
Les produits sont conformes aux normes RoHS, REACH, aux exigences sans halogène et autres exigences de protection de l'environnement.
Pour plus de détails sur le produit, veuillez consulter le site web officiel de Codaca ou contacter le service commercial de Codaca.