jckuan 發表於 2024-5-19 22:44:22

SiTime 推出專為 AI 資料中心打造的 Chorus 系列整合式時脈產生器


SiTime 推出專為 AI 資料中心應用所設計的 Chorus 系列時脈產生器,這款以 MEMS 為基礎的新時脈單晶片產品,提供十倍的效能提升,而且體積縮小一半。

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許多數位電路當中,時脈(Clock)是系統運作的基本,隨著運作速度的提升,時脈的頻率穩定性以及訊號品質要求都隨之提升。產生時脈(通常是方波)訊號有很多方法,從基本振盪電路如 NE555 到石英振盪器都有,就依照電路的需求選擇。在複雜的數位電路中可能需要數種不同頻率的時脈,為了滿足需求便需要時脈產生器(Clock Gen.)。

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AI 資料中心的各種設備內部都需要多個精確的時序元件

SiTime 是提供精確時序元件的公司,在 AI 熱潮之下,伺服器、加速器與網路卡等系統與周邊需求大量提升,為此 SiTime 特別專為 AI 資料中心應用而推出 Chorus 系列時脈產生器。相較於獨立的振盪器和時脈,這款以 MEMS 為基礎的新時脈單晶片(ClkSoC)系列產品,具有十倍的效能且體積縮小一半。Chorus 採用創新技術,將時脈、振盪器和諧振器整合於單一晶片,不僅簡化系統時脈架構,設計時程更縮短多達六周。

根據彭博智庫(Bloomberg Intelligence)最新報告,AI 資料中心硬體市場每年以 33% 的驚人速度成長,預計 2027年將達到 2000 億美元的規模。AI 硬體的快速升級周期將是執行資料和運算密集型 AI 工作負載的重要關鍵。

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SiTime 行銷執行副總裁 Piyush Sevalia

SiTime 行銷執行副總裁 Piyush Sevalia 表示:「AI 帶動資料中心對高傳輸率和低功耗的龐大需求,而擁有獨特優勢的 SiTime 可以協助應對這些挑戰。在 Chorus 推出之前,硬體設計人員需要使用獨立的產品,例如時脈、振盪器和諧振器,導致在效能方面必須做出妥協。Chorus 的整合時脈產生器能解決這些問題,也再次印證我們如何以獨特方法顛覆計時市場。」

在 AI 資料中心當中,從伺服器、網路卡、加速卡,還有網路交換器等,運作時都需要多組精確時序或時脈,在資料中心市場需求大增之下,即代表需要更多的時脈產生器等相關元件。

傳統時脈產生器大都使石英晶體做為基本元件再做穩定的振盪電路,而隨著 MEMS 技術的進步,利用 MEMS(微機電)做諧振器(Resonator)便取代石英晶體原本的地位,並可延伸出振盪器、時脈產生器等元件,而 SiTime 的產品就是以 MEMS 振盪技術為主。

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Chorus 系列內部結構

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Chorus 系列可取代四組振盪器

新推出的 Chorus 系列整合 MEMS 諧振器,可克服傳統時脈產生器的限制及雜訊等問題,並能將諧振器阻抗與時脈匹配。而且 Chorus 最多可取代四組獨立的振盪器,將計時電路板空間縮減至多 50%,正是 AI 資料中心設備最佳的應用選擇。

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SiTime Chorus SiT91211 和 SiT91213 功能總覽

SiTime Chorus SiT91211 和 SiT91213 時脈產生器的特色:

● 更高效能:整合 MEMS 諧振器,具高達 10 倍的抗干擾能力。
● 簡化設計:整合的 MEMS 技術可加快設計流程,並消除常見問題,例如雜訊與整合MEMS諧振器阻抗匹配等。
● 更小尺寸:使用 4mm x 4mm QFN 封裝,體積僅為傳統產品一半。
● 低均方根(RMS)相位偏移:12 kHz 到 20 MHz 典型值僅為 70 fs(femtosecond)。
● 靈活的頻率:從 1 MHz 到700 MHz 的可經程式化設定。
● 靈活的輸出類型:高達四個差動輸出(LVPECL、LVDS、LPHCSL)或八個 LVCMOS 輸出。
● 靈活的供電電壓:可利用程式化設定,包括1.8V、2.5V 或 3.3V。
● 降低功耗和簡化電路:FlexSwing 輸出可降低功耗並消除終端電阻。
● 優異的頻率穩定度:-40°C 至 105°C 溫度範圍內,頻率誤差為 ±20 ppm 和 ±50 ppm。
● 降低電磁干擾(EMI):可設定展頻時脈產生。
● 符合最新 PCIe 標準:第 1 至第 6 代。
● 更高的系統穩定性:時脈故障監控(失鎖偵測)。
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