3. 功耗与供电要求
本章介绍LQ50 M.2和LQ50 DUO M.2卡在系统集成设计中的供电能力、典型功耗、热设计功耗以及相关板级设计要求。
3.1. 设计参数总览
| 表 3.1 LQ50 M.2 功耗与热设计参数 产品 | 设计供电要求 | 典型功耗（Typical Power） | 热设计功耗（TDP） |
|---|---|---|---|
| 参数说明 | 瞬时最大功耗。如，在推理的prefill阶段，IPU功率极短时段 （10~20ms）处于较高值。 该参数用于指导主板平台的PMIC与电源设计，用于保证算力模组能够在高性能模式下稳定运行。 | 实际使用场景下的平均功耗。 该参数给出在特定环温/某些负载下的参考功耗值。 | 持续运行典型高负载时，产生的最大稳定热量， 用于指导散热器选型。 |
- TDP表示散热器需要压住的最大热量。
- TDP不代表瞬时最大功耗。
- TDP不代表供电能力。
LQ50 M.2 | 能够为LQ50 M.2整板提供电流不小于10 A、等效功率不小于30 W的供电能力。 选用支持 1A/pin 的 M.2 连接器（M.2 标准 3.3V电压）。 支持PCIe 5.0 x4 NVMe M.2插槽的底板通常能够满足规格 （仍需要实际测试）。 | 环温 30°C 下，整板参考典型功耗：
- Qwen3-8B 16K上下文，16K长输入场景： Prefill/Decode: 10.45W / 11.17W
- Qwen3-8B 16K上下文，短输入场景： Prefill/Decode: 14.10W / 11.97W
| 测试环温55°C下，整板合计热耗（解热目标） 为21.6 W。
LQ50 DUO M.2 | 能够为LQ50 DUO M.2整板提供电流不小于20 A、等效功率不小于60 W的供电能力。 LQ50 DUO M.2座子：标准3.3V电压，支持 1A/pin 的座子，即18A。 | 环温 30°C 下，整板参考典型功耗：
- Qwen3-14B 16K上下文，16K长输入场景： Prefill/Decode: 26.43W / 28.80W
- Qwen3-14B 16K上下文，短输入场景： Prefill/Decode: 30.24W / 31.05W
| 测试环温55°C下，整板合计热耗（解热目标） 为42.9 W。
本表数据仅作为典型应用负载的表征参考，并基于后摩软件平台v1.0.0版本测试。由于 AI 应用的多样性，建议用户根据目标业务模型进行针对性的供电与散热验证。
3.2. 供电能力设计
设计要求必须满足模组整板峰值功率（Peak Power）的能力。
根据LQ50 M.2和LQ50 DUO M.2的最新设计规格，峰值功率需要能够覆盖高密度多层卷积运算时M50 IPU核对功率的要求。
3.2.1. LQ50 M.2供电设计要求
-
供电： 能够为LQ50 M.2整板提供电流不小于10A，功率不小于30W的供电能力。
-
M.2 连接器（Connector）： 标准3.3V电压，支持1A/pin。
-
插槽： 支持PCIe 5.0 x4 NVMe M.2插槽的底板通常能够满足规格（仍需要实际测试）。
关于接口的线序详情，可参看《力擎® LQ50 M.2卡 数据手册》中“引脚功能描述” 章节；关于孔位详细说明，可参看《力擎® LQ50 M.2卡 数据手册》中“封装”章节。
3.2.2. LQ50 DUO M.2供电设计要求
-
供电： 能够为LQ50 DUO M.2整板提供电流不小于20A，功率不小于60W的供电能力
-
Dual M.2座子： 标准3.3V电压，支持1A/pin的座子，即18A。
-
电源方案： 建议采用DC-DC降压方案为LQ50 DUO M.2供电。若系统输入电源为12 V，建议选择输出能力不低于3.3 V / 20 A的 DC-DC 电源方案，以覆盖模组约60 W 的峰值功耗需求，并预留一定设计裕量。
DC-DC器件选型时，应重点关注输出电流能力、瞬态响应能力、纹波噪声、转换效率、过流保护、过温保护以及PCB 散热条件。具体器件型号可根据整机电源架构、供货情况和可靠性要求选型，并在目标系统中完成峰值负载和温升验证。在系统输入电源为12 V的场景下，长工微、矽立杰、晶丰明源等国产厂商，以及MPS、TI等进口厂商均有相关DC-DC产品可供选型参考。
关于接口的线序详情，可参看《力擎® LQ50 M.2卡 数据手册》中“引脚功能描述” 章节；关于孔位详细说明，可参看《力擎® LQ50 M.2卡 数据手册》中“封装”章节。
3.3. 典型功耗与性能参考
在给定环温和负载情况下，不同IPU/DDR频率下的功率与性能实测如下：
3.3.1. LQ50 M.2典型功耗与性能
下表以Qwen3-8B模型为例，展示了LQ50 M.2卡在环境温度为30°C并且上下文长度为16K（16384 tokens）的配置下，不同prompt长度（用户输入长度）下的典型功耗特性：
| 表 3.2 LLM 推理功耗参考案例 (Qwen3-8B) Prompt场景 | IPU/DDR频率（MHz） | Prefill阶段功耗 | Prefill阶段TPS | Decode阶段功耗 | Decode阶段TPS |
|---|---|---|---|---|---|
| 长输入 （16K tokens） | 1400/800 | 10.45 W | 682.6 tokens/s | 11.17 W | 15 tokens/s |
| 1050/533 | 7.85 W | 512.7 tokens/s | 8.51 W | 11.2 tokens/s | |
| 短输入 （小于 20 tokens） | 1400/800 | 14.10 W | 2187.8 tokens/s | 11.97 W | 22.4 tokens/s |
| 1050/533 | 10.64 W | 1624.5 tokens/s | 9.01 W | 16.8 tokens/s |
本表数据仅作为典型应用负载的表征参考，并基于后摩软件平台v1.0.0版本测试。由于 AI 应用的多样性，建议用户根据目标业务模型进行针对性的供电与散热验证。
3.3.2. LQ50 DUO M.2典型功耗与性能
下表以Qwen3-8B模型为例，展示了LQ50 DUO M.2卡在环境温度为30°C并且上下文长度为16K（16384 tokens）的配置下，不同prompt长度（用户输入长度）下的典型功耗特性：
| 表 3.3 LLM 推理功耗参考案例 (Qwen3-8B) Prompt场景 | IPU/DDR频率（MHz） | Prefill阶段功耗 | Prefill阶段TPS | Decode阶段功耗 | Decode阶段TPS |
|---|---|---|---|---|---|
| 长输入（16K tokens） | 1400/800 | 26.43 W | 577.1 tokens/s | 28.8 W | 16.3 tokens/s |
| 1050/533 | 19.53 W | 443.2 tokens/s | 22.34 W | 12.22 tokens/s | |
| 短输入（小于 20 tokens） | 1400/800 | 30.24 W | 1527.81 tokens/s | 31.05 W | 23.1 tokens/s |
| 1050/533 | 23.3 W | 1215.7 tokens/s | 23.88 W | 17.1 tokens/s |
本表数据仅作为典型应用负载的表征参考，并基于后摩软件平台v1.0.0版本测试。由于 AI 应用的多样性，建议用户根据目标业务模型进行针对性的供电与散热验证。
3.4. 常见问题解答
3.4.1. 通用
- 上电时序有哪些要求？
要求如下：
* 模组启动时间：小于等于100ms。
* PCIe 时钟：早于 IPU 上电。
* IPU 上电：早于 CPU PCIe 驱动加载。
* 推荐时序：PCIe 时钟 -> IPU 上电 -> 延迟 1s -> CPU 驱动加载。
调试建议：若链路初始化异常，可尝试延长 PCIe 驱动初始化及外设扫描时间。
设计依据：严格遵循 PCIe 设备设计规范，客户底板按规范设计即可。
3.4.2. LQ50 M.2
- LQ50 M.2卡引脚定义中，SMB CLK、SMB DATA和PEWAKE#信号如果不接，是否会影响使用？
这几个信号都不是必须连接：
* SMB CLK和SMB DATA信号虽然可直接读取模组状态，但当前设计选择通过PCIe总线获取，功能等效，无需额外接线。
* PEWAKE#信号用于低功耗唤醒场景，客户未引出不影响常规使用。
- LQ50 M.2卡引脚定义中，PEWAKE#信号电平值为1.8V/3.3V，是默认1.8V，兼容3.3V的意思？
该列表示 PCIe 规范支持的两种电平标准。实际上，LQ50 M.2卡引脚在模组端定义为 NC（悬空），因此该电平选项在本方案中不适用。
3.4.3. LQ50 DUO M.2
- LQ50 DUO M.2卡底板供电有什么要求？
LQ50 DUO M.2卡的底板供电方案建议电源架构采用DC-DC降压方案。LQ50 DUO M.2卡模组峰值功耗约60W，建议选用3.3V / 20A及以上规格的DC-DC电源芯片。
- LQ50 DUO M.2卡CTC 连接是否通过外部线缆实现？主板PCB上是否需要预 CTC走线？两组LQ50 DUO M.2卡互联时，拓扑是否为 DUO1-CTC2连接DUO2-CTC1吗？上述连接完成后，DUO2-CTC2 是否需要回连至 DUO1-CTC1 形成闭环？
单块 DUO 模组内部：LQ50 DUO M.2 #1与LQ50 DUO M.2 #2的CTC连接已在LQ50 DUO M.2 PCB上完成，无需外部干预。
两个LQ50 DUO M.2之间通过 FPC 线缆或紧固件将C2C座子连接。
连接时必须遵循交叉互联原则，以确保收发信号对齐：
* **方式一：** LQ50 Duo M.2 #1 C1接口（含CTC2和CTC3）与LQ50 Duo M.2 #2 C2接口（含CTC0和CTC1）互联。
* **方式二：** LQ50 Duo M.2 #1 C2接口（含CTC0和CTC1）与LQ50 Duo M.2 #2 C1接口（含CTC2和CTC3）互联。
图 3.1 LQ50 DUO M.2卡前面板HM-LINK互联拓扑示意图
详情参看《力擎® LQ50 DUO M.2卡 数据手册》中“接口说明”章节。