著者：戸上晃史郎
現代のAIアクセラレータやデータセンターにおいて、High Bandwidth Memory（広帯域メモリ、HBM）の採用は不可欠です。HBMは、従来のDRAMに比べて大幅に高いデータ転送速度と帯域幅を提供し、AIモデルのトレーニングや高性能コンピューティング（HPC）において重要な役割を果たしています。しかし、その性能を最大限に引き出すためには、非常に高い電流が必要となります。
HBMの課題：高電流要件
HBMは、複数のメモリチップを垂直に積層し、インターポーザと呼ばれる基板上で接続することで、高速で大容量のデータ転送を実現します。この構造により、HBMは従来のメモリ技術に比べて大幅に高い帯域幅を提供しますが、その代償として、100Aを超えて非常に高い電流が必要となります。この高電流要件は、電源設計や冷却システムにとって大きな課題となります。
LTM4681：最適なソリューション
このような高電流要件に対応するために、Analog DevicesのLTM4681が最適なソリューションとなります。LTM4681は、デジタル電源システム管理機能を備えたクワッド31.25Aまたはシングル125AのμModuleレギュレータです。広い入力電圧範囲（4.5V～16V）と出力電圧範囲（0.5V～3.3V）を持ち、温度変化に対する最大DC出力誤差は±0.5%です。
LTM4681は、PMBusを介した遠隔設定および監視が可能で、デジタル・プログラマブル・アナログ制御ループ、高精度ミックスド・シグナル回路、EEPROM、パワーMOSFET、インダクタなどで構成されています。これにより、HBMの高電流要件を満たしつつ、効率的な電源供給を実現します。
さらに、LTM4681は高効率であり、電力損失を最小限に抑えることができます。これにより、データセンターやAIアクセラレータの運用コストを削減し、システムの信頼性を向上させることができます。
図1: DC3082A-C 4つのLTM4681を使い、480Aを供給する評価ボード
LTM4681の概要
LTM4681は、以下のような特長を持っています：
これらの特長により、LTM4681はHBMの高電流要件を満たすための最適なソリューションとなります。
図2. LTM4681熱強化型低プロファイル330ピン（15mm × 22mm × 8.17mm）BGAパッケージ。これひとつで125Aを供給する。
結論
HBMの高電流要件は、AIアクセラレータやデータセンターにおける重要な課題ですが、Analog DevicesのLTM4681はその課題を解決する最適なソリューションです。LTM4681の高効率な電源供給により、HBMの性能を最大限に引き出し、次世代のデータ処理を支えることができます。
