美 마이크로리니어, VRM사양 펜티엄 LSI개발

미국 마이크로리니어社가 VRM(voltage regulator module)사양에 준거한 펜티엄프로 프로세서용 전원제어 LSI(대규모집적회로) 「ML4900」를 개발, 지난 3월말 샘플을 출하해 주목을 받고 있다.

펜티엄프로용 VRM의 제어부를 원칩화한 것은 리니어社의 이 제품이 업계최초인 것으로 알려지고 있다.

VRM사양이란 美 인텔社가 펜티엄프로세서 이후의 x86 마이크로프로세서 제어용으로 권장하고 있는 전원의 가이드라인이다. 이 가이드라인은 DC컨버터부분에 대해 결정해 놓은 것으로, 형상과 단자 등의 기능이 정리되어 있다.

DC컨버터는 스위칭 전원의 출력전압을 마이크로프로세서에 맞는 전원전압으로 변환시키는 장치이다.

VRM사양이 추구하는 것 중 하나가 x86 마이크로프로세서의 다양한 전원전압에 대응토록 하는 것이다. 예를 들어 인텔社는 펜티엄프로의 전원전압을 +2.1V- +3.5V로 상정하고 있다. 따라서 VRM은 마이크로프로세서가 내보내는 4비트 신호에 대응하여 출력전압을 15가지로 변경할 수 있어야 한다.

또 다른 하나는 x86 마이크로프로세서의 소비전류변화에 대응할 수 있어야한 다는 점이다. 동작주파수 2백MHz인 펜티엄프로의 경우, 최고속 작동시 필요한 소비전류가 12.4A인데 비해 대기시에는 0.3A에 불과해 그 차이가 매우심하다. VRM은 이같은 전류변화에 맞춰 전류를 공급해야 할 뿐 아니라 전원전압을 안정적으로 보호하는 역할도 담당해야 한다.

마이크로리니어社가 이 VRM규격에 준거해 개발한 전원제어LSI 「ML4900」은 +5V의 입력전압을 +2.1V- +3.5V전압으로 1백mV씩 변조하여 출력한다. 출력전압의 변동은 펜티엄프로가 요구하는 허용오차 +-5%이하로 억제했다. 13A이상의 전류를 출력할 경우에도 변환효율이 90%이상으로 높다.

펜티엄프로를 보호하는 회로도 집적했다. 보호회로는 ML4900에의 입력전압이 크게 낮아져 규격에서 벗어날 경우와 펜티엄프로의 공급전압이 +-10%이상변동할 경우 ML4900의 입력부와 출력부를 절연한다. 절연과 동시에 「파워양호」단자의 수준을 낮춰 홀드신호를 펜티엄프로에 전송한다.

ML4900의 변조효율이 출력전류 13A에서도 90%이상으로 높은 이유는 PWM(펄스폭)제어에 전류同期백컨버터방식을 채용하고 있기 때문이다. 기존 마이크로프로세서용 전원제어에는 리니어 레귤레이터방식이 사용돼 왔는데, 기존방식은 출력전류 13A의 경우 외부에 달린 쇼트키 다이오드가 40W의전력을 손실한다.

이에 반해 ML4900은 펜티엄프로의 소비전류가 크게 변해도 전원전압이 영향을 받지 않도록 귀환회로를 채용하고 있다.

펜티엄프로의 전원전압이 3%이상 떨어지면 귀환회로가 작동하면서 PWM의최대듀티비가 높아진다. 만약 전원전압이 더욱 급격하게 변동할 경우에는 집적한 터보충전지가 가동되면서 외부에 장착된 MOS FET를 구동해 펜디어프로에의 공급전류를 크게 늘린다.

마이크로리니어社는 ML4900을 5월부터 양산할 계획이다.

<심규호 기자>