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Con lo sviluppo rapido della tecnologia AI, il numero di core della CPU è in costante aumento e la domanda di elaborazione dei dati cresce in modo esponenziale. DDR5 si è affermato come standard di memoria di nuova generazione, con l'obiettivo di soddisfare le esigenze urgenti dei data center, del computing ad alte prestazioni e dei computer high-end in termini di velocità e capacità superiori. La trasformazione e lo sviluppo della tecnologia di memorizzazione di nuova generazione pongono anche requisiti più elevati per le dimensioni del prodotto e le prestazioni elettriche degli induttori.
1- Domanda di induttori per DDR5
DDR5 è l'abbreviazione della tecnologia di memoria a doppio tasso di trasferimento dati di quinta generazione. È un tipo di memoria ad accesso casuale ad alta velocità utilizzata nei sistemi informatici per memorizzare i dati. Rispetto alla memoria DDR4, la DDR5 offre una larghezza di banda e una velocità di trasferimento quasi 2,5 volte superiori, consentendo così di elaborare più dati e migliorare le prestazioni del sistema. La capacità massima della DDR5 può raggiungere o addirittura superare i 128 GB al secondo, rendendola adatta a scenari che richiedono elevate quantità di memoria, come l'intelligenza artificiale e i centri dati. Inoltre, la DDR5 richiede un'efficienza di conversione energetica superiore al 92% a carico di corrente di picco al 50%, valore più elevato rispetto all'efficienza di conversione del 90% della DDR4. Nel complesso, la DDR5 offre velocità di trasferimento dati più elevate, minor consumo energetico, requisiti di efficienza di conversione più stringenti e maggiore capacità di memoria.
A differenza di DDR4, che posiziona il principale chip di gestione dell'alimentazione sul motherboard, i moduli di memoria DDR5 integrano l'IC di gestione dell'alimentazione. È questo cambiamento architetturale che modifica il ruolo e i requisiti prestazionali dell'induttore. I requisiti principali per gli induttori sono i seguenti:
◾ Frequenza operativa più elevata: i PMIC DDR5 utilizzano un'architettura di alimentazione a commutazione che opera a frequenze più elevate (superiori a 1 MHz) per ottenere una maggiore efficienza di conversione e una risposta transitoria più rapida. Gli induttori devono presentare caratteristiche ad alta frequenza per mantenere stabili le caratteristiche magnetiche in applicazioni ad alta frequenza, ovvero basse perdite nel nucleo.
◾ Maggiore efficienza di conversione e minori perdite: DDR5 presenta un'efficienza di conversione dell'energia superiore al 92%, richiedendo agli induttori una resistenza continua più bassa e minori perdite nel nucleo. Nell'ambito della commutazione ad alta frequenza, le perdite per isteresi e quelle da correnti parassite nel nucleo devono essere ridotte al minimo.
◾ Corrente di saturazione più elevata: le particelle di memoria DDR5 operano a tensioni inferiori ma elaborano una maggiore quantità di dati a velocità più elevate, generando elevate e fluttuanti correnti di picco istantanee. Eccellenti caratteristiche di corrente di saturazione consentono agli induttori di gestire correnti di picco elevate senza malfunzionamenti.
◾ Dimensioni ridotte, maggiore densità di potenza: i PMIC DDR5 e i relativi componenti passivi circostanti sono direttamente integrati nei moduli di memoria, dove lo spazio disponibile sulla scheda PCB è estremamente limitato. Inoltre, ogni modulo di memoria richiede un'alimentazione multiphase, che implica l'uso di più induttori, favorendo lo sviluppo di induttori miniaturizzati, sottili e ad alta densità di potenza.
2- Si consigliano induttori stampati di piccole dimensioni
Per soddisfare le esigenze dei clienti finali per gli induttori DDR5, Codaca ha lanciato una serie di induttori di piccole dimensioni, ad alta efficienza e a basse perdite grazie alla ricerca autonoma e all'innovazione tecnologica. Tra questi, gli induttori stampati delle serie KSTB e CSTB sono stati appositamente progettati per soddisfare i rigorosi requisiti del DDR5. Gli induttori sono ottimizzati per elevata capacità di corrente, caratteristiche a basse perdite, elevata affidabilità e layout compatto, risultando ideali per moderni moduli di memoria DDR5.
2.1 Induttore di potenza stampato serie KSTB
Gli induttori di potenza stampati KSTB sono attualmente disponibili in tre serie: KSTB201610, KSTB252012 e KSTB322512. La serie KSTB201610 ha dimensioni ridotte pari a soli 2,0 mm x 1,6 mm x 1,0 mm. Gli induttori della serie KSTB sono realizzati con avvolgimento in filo piano e nucleo in polvere magnetica metallica, caratteristicandosi per basse perdite, elevata efficienza e ampia frequenza di applicazione, con un intervallo di induttanza compreso tra 0,10 e 4,70 μH, una corrente di saturazione compresa tra 2,30 e 12,00 A e un intervallo di resistenza in corrente continua compreso tra 4,0 e 115 mΩ.
Tabella 1: Specifiche principali e dimensioni degli induttori della serie KSTB
2.2 Dissipatori di potenza modellati serie CSTB
I dissipatori di potenza modellati della serie CSTB sono attualmente disponibili in 10 serie, con una dimensione minima di 1,6 mm x 0,8 mm x 0,8 mm. Questa serie di induttori è realizzata in polvere di lega a bassa perdita, caratterizzandosi per prestazioni eccellenti come basse perdite, alta efficienza e ampia frequenza di applicazione. Il design sottile e leggero consente un risparmio di spazio ed è adatto al montaggio ad alta densità. Il valore di induttanza varia da 0,11 a 10,0 μH, la corrente di saturazione va da 1,0 a 14,0 A e il valore minimo di resistenza è di 7,0 mΩ.
Tabella 2: Specifiche principali e dimensioni degli induttori della serie CSTB
3- Caratteristiche del prodotto
La KSTB e Serie CSTB di induttori modellati di piccole dimensioni di Codaca sono stati ottimizzati in modo completo sotto il profilo strutturale, dei materiali e dei processi produttivi per soddisfare le elevate esigenze relative alle dimensioni e alle prestazioni elettriche degli induttori nei progetti ad alta densità di potenza, come DDR5. Le principali caratteristiche sono le seguenti:
3.1 Struttura stampata, rumore ultra-basso
La progettazione della struttura stampata sopprime efficacemente il rumore causato dalle vibrazioni dovute al gioco tra nucleo e bobina o alla magnetostrizione tipico dell'induttore tradizionale, garantendo un rumore ultra-basso. Questo aspetto è fondamentale per migliorare l'esperienza utente in server, dispositivi di archiviazione ed elettronica di consumo che richiedono un ambiente operativo silenzioso.
3.2 Alta efficienza, basse perdite, eccellente prestazione ad alta frequenza
Gli induttori presentano avvolgimenti a bobina piatta e tecnologia di polvere magnetica a basse perdite, con una resistenza continua (DCR) e perdite nel nucleo molto ridotte. Allo stesso tempo, l'induttore offre ottime caratteristiche ad alta frequenza e mantiene un'elevata efficienza su un'ampia gamma di frequenze, risultando particolarmente adatto alle applicazioni con alimentatori a commutazione ad alta frequenza, riducendo in modo significativo il consumo energetico complessivo e l'aumento di temperatura del sistema.
3.3 Sottile e compatto, risparmia spazio
La dimensione dell'induttore stampato adotta un design sottile e leggero, con la dimensione minima degli induttori della serie KSTB pari a 2,0 x 1,6 x 1,0 mm e quella degli induttori della serie CSTB pari a 1,6 x 0,8 x 0,8 mm, consentendo al DDR5 di raggiungere un montaggio ad alta densità in spazi compatti e offrendo flessibilità per progetti di circuiti complessi.
3.4 Struttura schermata magneticamente, elevate prestazioni anti-interferenza elettromagnetica
La struttura schermata magneticamente è progettata per garantire una forte resistenza alle interferenze elettromagnetiche (EMI). Aiuta i prodotti a superare facilmente i test EMC e migliora la stabilità operativa dell'intero sistema.
3.5 Adatto ad ambienti difficili, prodotti stabili e affidabili
Intervallo di temperatura di funzionamento: -40 / -55°C ~ +125°C, in grado di funzionare correttamente in vari ambienti operativi gravosi, garantendo prestazioni elettriche stabili anche in condizioni di temperatura estese.
4- Campi applicativi
Grazie al loro design sottile e leggero e alle eccellenti prestazioni elettriche, gli CSTB e Serie KSTB di induttori stampati di piccole dimensioni contribuiscono a raggiungere un'elevata efficienza energetica nella conversione della potenza, rendendoli ideali per gli ingegneri che devono bilanciare prestazioni, spazio e costo nei sistemi di computing di nuova generazione. Le principali applicazioni sono le seguenti:
◾ DDR5, unità a stato solido
◾ Processori CPU/GPU
◾ Circuiti di soppressione del rumore e filtraggio
◾ Sistemi di comunicazione di rete e archiviazione dati
5- Situazione della produzione
Il prodotto è già in produzione di massa con un tempo di consegna di 4-6 settimane.
I prodotti sono conformi ai requisiti RoHS, REACH, privi di alogeni e ad altre normative ambientali.
Per informazioni dettagliate sui prodotti, visitare il sito web ufficiale di Codaca o contattare il servizio vendite di Codaca.