Застосування силових напівпровідників нового покоління в електроживленні центрів обробки даних зі штучним інтелектом та проблеми електронних компонентів

Огляд блоків живлення для серверів центрів обробки даних зі штучним інтелектом

Оскільки технології штучного інтелекту (ШІ) швидко розвиваються, центри обробки даних зі штучним інтелектом стають основною інфраструктурою глобальних обчислювальних потужностей. Ці центри обробки даних повинні обробляти величезні обсяги даних та складні моделі ШІ, що ставить надзвичайно високі вимоги до систем живлення. Блоки живлення серверів центрів обробки даних зі штучним інтелектом повинні не лише забезпечувати стабільне та надійне живлення, але й бути високоефективними, енергозберігаючими та компактними, щоб відповідати унікальним вимогам робочих навантажень ШІ.

1. Вимоги до високої ефективності та енергозбереження
Сервери центрів обробки даних зі штучним інтелектом виконують численні паралельні обчислювальні завдання, що призводить до величезного енергоспоживання. Щоб зменшити експлуатаційні витрати та вуглецевий слід, системи живлення повинні бути високоефективними. Для максимізації використання енергії використовуються передові технології управління живленням, такі як динамічне регулювання напруги та активна корекція коефіцієнта потужності (PFC).

2. Стабільність та надійність
Для застосувань штучного інтелекту будь-яка нестабільність або переривання живлення може призвести до втрати даних або обчислювальних помилок. Тому системи живлення серверів центрів обробки даних зі штучним інтелектом розроблені з багаторівневим резервуванням та механізмами відновлення після збоїв, щоб забезпечити безперервне живлення за будь-яких обставин.

3. Модульність та масштабованість
Центри обробки даних зі штучним інтелектом часто мають дуже динамічні обчислювальні потреби, і системи живлення повинні мати можливість гнучко масштабуватися, щоб задовольнити ці вимоги. Модульні конструкції живлення дозволяють центрам обробки даних регулювати потужність у режимі реального часу, оптимізуючи початкові інвестиції та забезпечуючи швидке оновлення за потреби.

4. Інтеграція відновлюваної енергетики
Зі зусиллями щодо сталого розвитку, все більше центрів обробки даних зі штучним інтелектом інтегрують відновлювані джерела енергії, такі як сонячна та вітрова енергія. Це вимагає від енергетичних систем інтелектуального перемикання між різними джерелами енергії та підтримки стабільної роботи за різних вхідних даних.

Блоки живлення для серверів центрів обробки даних зі штучним інтелектом та силові напівпровідники наступного покоління

У розробці блоків живлення для серверів центрів обробки даних на базі штучного інтелекту нітрид галію (GaN) та карбід кремнію (SiC), що представляють наступне покоління силових напівпровідників, відіграють вирішальну роль.

- Швидкість та ефективність перетворення енергії:Системи живлення, що використовують прилади на основі GaN та SiC, досягають швидкості перетворення енергії втричі швидшої, ніж традиційні блоки живлення на основі кремнію. Ця підвищена швидкість перетворення призводить до менших втрат енергії, що значно підвищує загальну ефективність системи живлення.

- Оптимізація розміру та ефективності:Порівняно з традиційними блоками живлення на основі кремнію, блоки живлення на основі GaN та SiC мають вдвічі менший розмір. Така компактна конструкція не тільки економить місце, але й збільшує щільність потужності, дозволяючи центрам обробки даних зі штучним інтелектом розміщувати більшу обчислювальну потужність в обмеженому просторі.

- Застосування для високочастотних та високотемпературних систем:Пристрої на основі GaN та SiC можуть стабільно працювати в умовах високих частот та температур, що значно знижує вимоги до охолодження, забезпечуючи при цьому надійність в умовах високих навантажень. Це особливо важливо для центрів обробки даних зі штучним інтелектом, які потребують тривалої роботи з високою інтенсивністю.

Адаптивність та проблеми електронних компонентів

Оскільки технології GaN та SiC стають дедалі ширше використовуваними в блоках живлення серверів центрів обробки даних на базі штучного інтелекту, електронні компоненти повинні швидко адаптуватися до цих змін.

- Підтримка високих частот:Оскільки прилади на основі GaN та SiC працюють на вищих частотах, електронні компоненти, особливо котушки індуктивності та конденсатори, повинні демонструвати відмінні високочастотні характеристики для забезпечення стабільності та ефективності енергосистеми.

- Конденсатори з низьким ESR: КонденсаториУ енергосистемах конденсатори повинні мати низький еквівалентний послідовний опір (ESR), щоб мінімізувати втрати енергії на високих частотах. Завдяки своїм видатним характеристикам низького ESR, конденсатори snap-in ідеально підходять для цього застосування.

- Стійкість до високих температур:З огляду на широке використання силових напівпровідників у високотемпературних середовищах, електронні компоненти повинні мати можливість стабільно працювати протягом тривалого часу в таких умовах. Це накладає вищі вимоги на використовувані матеріали та упаковку компонентів.

- Компактний дизайн та висока щільність потужності:Компоненти повинні забезпечувати вищу щільність потужності в обмеженому просторі, зберігаючи при цьому хороші теплові характеристики. Це створює значні труднощі для виробників компонентів, але також відкриває можливості для інновацій.

Висновок

Блоки живлення для серверів центрів обробки даних зі штучним інтелектом зазнають трансформації, зумовленої використанням силових напівпровідників на основі нітриду галію та карбіду кремнію. Щоб задовольнити попит на більш ефективні та компактні блоки живлення,електронні компонентиповинні пропонувати підтримку вищої частоти, краще управління температурою та менші втрати енергії. Оскільки технології штучного інтелекту продовжують розвиватися, ця галузь стрімко розвиватиметься, створюючи більше можливостей та викликів для виробників компонентів та розробників систем живлення.


Час публікації: 23 серпня 2024 р.