LPD / VPD / IVR — GPU 三种供电架构

GPU 功率密度走向 1400W+ 的"距离战争"。供电模块从 GPU 旁边（LPD）→ 正下方（VPD）→ 芯片内部（IVR），距离每缩短一截、PDN 阻抗降一半、损耗少一半。

三种架构对比

LPD（Lateral Power Delivery，横向供电）

主流方案。VRM 模块（多相控制器 + DrMOS + 电感 + 电容）放在 GPU 同一 PCB 的旁边（GPU 左右两侧或四周）。

• 优点：兼容传统 PCB 工艺、易维修、BOM 成熟
• 缺点：电流走线长 2-5 cm，PDN 阻抗大；瞬态压降大；占主板面积多
• 代表产品：H100 SXM5、A100、绝大多数 GPU AIC 卡

VPD（Vertical Power Delivery，垂直供电）

VRM 模块放在 GPU 正下方 — 即 GPU 焊在 PCB 上层、VRM 焊在 PCB 下层（背面），通过 PCB 内部过孔垂直供电。

• 优点：走线短 < 1cm，PDN 阻抗降 50%+；GPU 周围空出位置走 HBM / NVLink；散热更集中
• 缺点：PCB 层数翻倍（30 层 +）、背面元件影响散热设计、维修困难
• 代表产品：B200 / GB200 NVL72 / GB300 NVL72（NVIDIA 首推大规模 VPD）
• BOM 影响：拉高 PCB 价值量，2-06-PCB与覆铜板 HDI 工艺受益

IVR（Integrated Voltage Regulator，集成稳压器）

把 VRM 集成进 GPU/CPU 芯片本身或同封装基板内。Intel Haswell（2013）是商用首发（FIVR），AMD Zen 4 部分 SKU 内置 LDO/Buck，Apple M 系列广泛使用。

• 优点：走线 < 1mm；PDN 阻抗极小；瞬态压降近零；可逐核独立调压
• 缺点：芯片面积消耗大；散热困难；只能小功率（数十瓦至数百瓦每模块）；需先进封装支持（CoWoS / InFO）
• 代表产品：Intel FIVR、AMD Zen 4 集成 LDO、Apple M 系列、部分 ASIC（TPU / Maia 等）

演进逻辑

LPD → VPD → IVR
         ↘
         越来越"贴近 GPU"
         走线越来越短
         转换效率越来越高
         但工艺难度越来越大

NVIDIA 路线：H100（LPD）→ B200 / GB200 NVL72（VPD）→ Rubin / 下一代（部分 IVR）

在 AI 产业链中的角色

LPD/VPD/IVR 是 多相电源 物理部署方式的进化路径，决定了：

• 2-06-PCB与覆铜板 PCB 层数/材料需求（VPD 推升 HDI 价值量）
• 2-11-供电网络 单 GPU PMIC 价值量
• 先进封装 / CoWoS 集成度（IVR 时代尤甚）
• 2-02-AI服务器整机 整机散热/维修设计

关联

↑ up::2-06-PCB与覆铜板 先进封装 CoWoS ↓ down::H100 B200 GB200 NVL72 GB300 NVL72 Rubin ⚔ competitor::LPD ⇄ VPD ⇄ IVR（互为演进，非完全替代） ∈ belongs_to::2-11-供电网络