CPU革命！ 裏面電源供給技術PowerViaのテスト実装に成功 インテル CPUロードマップ (1/3)
6月11日から京都で開催されていた2023 Symposium on VLSI Technology and Circuitにおいて、インテルは基板裏面から電源を供給する配線方式「PowerVia」関連の内容を2つ発表した。 1つはT1-1の“E-Core implementation in Intel 4 with PowerVia(Backside Power) Technology”、もう1つがT6-1の“Intel PowerVia Technology: Backside Power Delivery for High Density and High-Performance Computing”である。どちらも似てはいるのだが、後者がPowerVia全体の発表で、前者はこれをIntel 4プロセスに移植した上で、E-coreに実装してみた結果を示したものである。 実はこの件に関
絶縁型インダクター、厚みはコイルの1万分の1に
日本原子力研究開発機構は、絶縁体の薄膜を用いることで、従来型インダクター（コイル）と同等の電力効率を維持しつつ、インダクターの厚みを1万分の1（約10nm）にできる原理を考案し、理論的に検証したと発表した。 インダクターとして約10Hz～10GHzまで広い周波数領域で動作 日本原子力研究開発機構（以下、原子力機構）先端基礎研究センタースピン－エネルギー科学研究グループの荒木康史研究副主幹と家田淳一研究主幹は2023年6月、絶縁体の薄膜を用いることで、従来型インダクター（コイル）と同等の電力効率を維持しつつ、インダクターの厚みを1万分の1（約10nm）にできる原理を考案し、理論的に検証したと発表した。 従来型のインダクターは、導線を巻いたコイルが一般的であった。このため、少なくとも0.1mmの厚みが必要となっていた。2019年にはコイルを用いない「創発インダクター」が提案されたが、インダクタ
LDOで“コンデンサー不要”に、ロームの「NanoCap」
LDOで“コンデンサー不要”に、ロームの「NanoCap」：DC-DCの電流モード制御を応用（1/2 ページ） ロームは、出力コンデンサーを使わなくても電源ICを安定動作させる技術「Nano Cap」を開発した。まずはリニアレギュレーター（LDO）に適応する「Nano Cap LDO」として商品化を目指している。 1μF未満の小型コンデンサーが使える ロームは、出力コンデンサーを使わなくても電源ICを安定動作させる技術「Nano Cap」を開発した。まずはリニアレギュレーター（LDO）に適応する「Nano Cap LDO」として商品化を目指している。 ロームがNano Capを開発した背景には、世界的なコンデンサー不足がある。産業機器や民生機器だけでなく、電動化が進む自動車にも大量のコンデンサーが使われるようになっている。特に電気自動車（EV）では1台当たり1万個ものコンデンサーが必要にな
SiC／GaNを生かすには「磁性部品のPCB統合」が鍵に
パワーエレクトロニクスの展示会としては世界最大規模の「PCIM Europe 2019」（ドイツ時間：2019年5月7～9日）が、ドイツ・ニュルンベルクで開幕した。 1日目の基調講演にはVirginia TechのFred Lee氏が登壇し、「Next Generation of Power Supplies」と題した講演を行った。Lee氏は、「既存のパワーエレクトロニクス製品は、スイッチング周波数、効率、パワー密度など、いずれの点においても大幅に進化してきた。だが、これらを活用した既存の電源設計では、性能の上限が近づきつつある」と指摘し、SiC（炭化ケイ素）やGaN（窒化ガリウム）などのWBG（ワイドバンドギャップ）パワーデバイスが活用することが、鍵になると強調した。 SiC／GaNを生かせる設計手法を提案 Lee氏は「GaNとSiCは、パワーエレクトロニクスにおいてゲームチェンジャーと
DC-DCコンバータのノイズ対策［実践編］
DC-DCコンバータのノイズ対策［実践編］：徹底研究！ 設計/実装における具体策（1/5 ページ） 本稿では、非絶縁型/スイッチング方式のDC-DCコンバータにおけるノイズ対策について、2回にわたって解説している。前回は『理論編』として、ノイズの種類やその発生メカニズムについて説明した。その内容を踏まえ、今回の『実践編』では、ノイズの発生を抑えるための基板レイアウト設計の基本、部品の選択方法、付加回路による対策手法について具体的に解説する。 3つの観点 前回の『理論編』で解説したとおり、非絶縁型/スイッチング方式のDC-DCコンバータでは、主に寄生インダクタの影響により、ハイサイド/ローサイドのパワーMOSFETのターンオフ時に発生する高周波のスパイク/リンギングがノイズとして問題になる。今回は、この問題に対して、機器のプリント配線板（以下、基板）の設計はどのように行えばよいのかを具体的に
DC-DCコンバータのノイズ対策［理論編］
DC-DCコンバータのノイズ対策［理論編］：徹底研究！ノイズの発生原因を理解する（1/5 ページ） スイッチング方式のDC-DCコンバータは、その仕組みから、ノイズの発生源となってしまう可能性がある。これを避けるために、設計者は適切な対処法を知っておかなければならない。本企画では、2回にわたり非絶縁型/スイッチング方式のDC-DCコンバータのノイズ対策について実践的に説明する。今回は『理論編』として、ノイズの種類やノイズの発生メカニズムを中心に解説を行う。 求められる「実践的な解」 スイッチング方式のDC-DCコンバータでは、ノイズ対策が必要となる。実際、各種文献やIC製品のアプリケーションノートなどでは、よくノイズ対策について触れられている。それらを見ると、「パワーMOSFETなど、ループを構成する部品はできるだけ近くに配置すること」、「ループの長さはできるだけ短くすること」、「できるだ
なぜ正弦波が欲しいと思ったかというと、高圧電線の本数が3の倍数であることを誰にでもわかるように説明したかったから - しいたげられたしいたけ
前回、前々回のエントリーは何のためにアップしたかというと、発端はいつも読ませてもらっている id:kazuhotel さんの、このエントリーへの突っ込みでした。 kazuhotel.hatenablog.com 重箱の隅つつきとか揚げ足取りとかが大好きな性格の悪い奴なので、さっそく次のようなあらずもがなのブックマークコメントを投入させてもらいました。 送電線の張り方？ - デザインのはてな 高圧送電線は6本とか必ず3の倍数なんだぞー…と、本筋と全然関係ないところに突っ込み。 2015/12/19 10:32 b.hatena.ne.jp しかしブコメを書いた後で、ふと考え込んでしまいました。工業高校、高専、大学などで電気を専攻した人間にとって、高圧送電線の本数が3の倍数になるのは、初年度早々に叩き込まれることなのですが、電気専攻ではない人すなわちほとんど大部分の人に、なぜそうなのかを説明す
重さ60gの超小型ノートPC用ACアダプタを開発
丸文は、米国FINsix（フィンシックス）に資本参加するとともに、国内販売代理店契約を結んだ。丸文はFINsix製の超小型ACアダプタ「DART」などを2016年より国内販売する。 2016年国内発売へ 丸文は2015年8月7日、VHF（Very High Frequency）スイッチング技術をベースとした電源システムのファブレスベンチャー企業である米国FINsix（フィンシックス）に資本参加するとともに、国内販売代理店契約を結んだことを発表した。契約に基づきFINsix製の超小型ACアダプタ「DART」などを2016年より国内販売する。 FINsixは、米マサチューセッツ工科大学LEES研究所出身の技術者らが起業したファブレスベンチャー企業。一般的なスイッチング電源だと、そのスイッチング周波数は数百kHzにとどまるが、FINsixは独自の高周波アナログ技術を開発し、スイッチング周波数をV
HDD編（5）いきなりの電源断ではHDDは壊れない
HDD編の最終回となる今回は、番外編として、「HDDは稼働中にいきなり電源を遮断すると壊れる」という迷信について述べたい。実は、現在のHDDではいきなりの電源断することが故障につながらない。 そのことを実際に確認してみた。SATA 3.5インチHDDデータ書き込み中にHDD供給電源をいきなり遮断し、1分後に再起動する動作を2回繰り返した（図1）。次にHDDデータ読み出し中にHDD供給電源をいきなり遮断し、1分後に再起動するという動作を3回を繰り返してみた（図2）。
これから世界を席巻する!? USB Type-Cを知る
これから世界を席巻する!? USB Type-Cを知る：USB前夜から歴代コネクタたちを偲びつつ（5/6 ページ） 次に、2組の高速TX／RX信号（ピン）について見てみよう。これらが1本当たり10Gビット/秒というUSB3.1 SuperSpeed＋規格をサポート可能なので、Type-Cは20Gビット/秒に達するrawデータをサポートできる。さらに、これらの信号（ピン）は代替モードをサポートできるよう設定でき、ビデオ信号などのさまざまな種類の非USBデータが伝送可能になる。 SBU1/2サイドバンド信号ピンもあり、これらは、DFPとUFPが合意するデータならば何でも（例えば、多分オーディオストリームを）伝送できるよう設定できる。最下段の列にはUSB Type-C信号ピン6本が並ぶ（4本のTX/RX、2本のサイドバンド信号ピン）――図8では黄色で区分けされている――。これらは必要に応じて（お
塩田紳二のアンドロイドなう(84) 充電しながらUSBデバイスが使えるホストケーブル
写真01は、Nexus7-2013年版(以下Nexus 7と略す)の画面写真の一部を拡大したものです。マウスカーソルが表示されていて、バッテリが充電状態です。このマウスはUSBでNexus 7と接続していて、かつ、同時にNexus 7が充電状態になっています。いろいろと調べた結果、こうしたケーブルを簡単に作ることが可能だということがわかりました。今回は、このケーブルについて説明しようと思います。 写真01: バッテリアイコンが充電状態で、マウスカーソルが下にある。マウスは、USBで接続しており、「OTG充電ケーブル」を使うと、充電とUSBデバイスの接続が同時にできる Nexus 7は、USBのBattery Charging Specification 1.2(以下[BC1.2]と略す)という仕様に準拠しているため、充電を行いつつ、かつ、USBデバイスを接続するケーブルを利用することが可能
高さ1mmのDC/DCコンバータモジュール、スマホ内部の追加電源向けに
高さ1mmのDC/DCコンバータモジュール、スマホ内部の追加電源向けに：TDK B30000P80シリーズ TDKが「EPCOS」ブランドとして発表したDC/DCコンバータモジュールは、実装面積が2.9mm×2.3mm、高さが1mmというサイズを実現している。電池駆動を想定していることから入力電圧範囲は2.2～5.5V。出力電圧範囲は1.10V～2.80Vまで8種類をそろえている。 TDKは2014年11月4日、「EPCOS」ブランドとして降圧型DC/DCコンバータモジュール「B30000P80シリーズ」を発表した。小型基板に6MHzの電源スイッチICを埋め込み、インダクタ、2個のコンデンサとともに一体型電源モジュールとした。ICを基板の中に埋め込む技術を用いたことで、実装面積は2.9mm×2.3mm、高さは1mmというサイズを実現している。個別部品で構成する場合に比べて、実装面積を最大3
コンピュータアーキテクチャの話(302) 最新CPUで採用 - 同じパッケージに搭載される安定化電源技術
オンチップの安定化電源 IntelやIBMは、CPUチップ上、あるいはCPUと同じパッケージに搭載する安定化電源の研究を行ってきており、2014年2月のISSCCで、IntelはDesktop向けのHaswellプロセサ、IBMはPOWER8プロセサで、オンチップの安定化電源を搭載し、コアごとに、負荷状態に応じて最適な電源電圧を供給する構造を採っていることが発表された。 現在のマザーボードに乗っている通常の安定化電源のスイッチ速度は、数10KHzから数MHz程度であるが、オンチップの安定化電源では高速のトランジスタが使えるので、100MHz以上のスイッチを行うことができ、IntelのHaswellの安定化電源では140MHzでスイッチしている。スイッチの1サイクルにコアやその他の回路が使うエネルギーは、サイクル時間に比例するので、エネルギーを蓄えるインダクタやキャパシタはスイッチ周波数に逆
USBポートの状態チェック 消費電力/電圧を測定できる「USB Power Meter」 | 教えて君.net
外付けHDDが上手く動作しない、スマホが充電されなくなった……。それはもしかしたらUSBポートがイカれてるのかもしれない。「USB Power Meter」はUSBポートの性能を測定するチェッカー。電力が正しく供給されているかを測定できるぞ。 「USB Power Meter」は、USBポートの性能の測定器だ。最近のUSB機器のほとんどが、USBから電力も供給されるUSBバスパワー方式。USB機器が正しく動作しない場合、この電力が不足しているケースが非常に多い。 「USB Power Meter」は、USBポートとUSBケーブルの間に設置することで、消費電流/電圧とピーク電流/電圧をチェック。ポートの異常を数値を比較することで、調べられるのだ。 どうも最近、USB機器の不具合が多いと感じたら、このチェッカーで測定してみよう。 ・USB Power Meter
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