Зі зростанням масштабного моделювання, що підтримується OpenAI, нові центри обробки даних на базі штучного інтелекту, прикладом яких є архітектура Blackwell від NVIDIA, переживають вибухове розгортання. Це глобальне розширення обчислювальної інфраструктури ставить безпрецедентно жорсткі вимоги до пропускної здатності, надзвичайної стабільності середовища та безпеки даних корпоративних SSD-накопичувачів PCIe 5.0/6.0.
У середовищах з високим навантаженням та безперервними операціями читання/запису на гігабітних швидкостях схеми захисту від втрати живлення (PLP), як остання лінія захисту для зберігання даних, зазнають якісного стрибка від «промислового класу» до «обчислювального класу». Ядром цього є конденсаторна батарея PLP, яка безпосередньо підключена паралельно до входу живлення контролера SSD та флеш-пам'яті NAND, діючи як аварійний «резервуар енергії» у разі аномальної втрати живлення.
Основні проблеми: подвійні обмеження навантаження штучного інтелекту на конденсатори PLP
Під час проектування SSD-накопичувачів корпоративного класу надвисокої ємності наступного покоління (з використанням форм-факторів E1.L або U.2) для серверів навчання штучного інтелекту, проектування схем PLP стикається з двома основними проблемами:
1. Завдання щодо основної продуктивності: Як досягти довгострокового та швидкого збереження енергії в обмеженому просторі?
Ця проблема безпосередньо пов'язана з тим, чи можна безпечно зберегти дані у разі відключення електроенергії, охоплюючи три тісно пов'язані виміри:
Вузьке місце ємності (щільність енергії): SSD-накопичувачі корпоративного класу мають надзвичайно компактний внутрішній простір. Згідно з загальнодоступними галузевими даними, багато традиційних рішень з алюмінієвими електролітичними конденсаторами обмежені матеріалами та процесами, що призводить до обмеженої ємності стандартних розмірів (наприклад, 12,5×30 мм), що ускладнює зберігання достатньої кількості енергії для запису даних на рівні терабайтів у заданому просторі.
Тривога щодо тривалості служби (стійкість до високих температур): сервери штучного інтелекту працюють цілодобово, при температурі навколишнього середовища часто перевищує 80°C. Звичайні алюмінієві електролітичні конденсатори, через випаровування електроліту та старіння матеріалу під дією тривалих високих температур, можуть мати термін служби, який не відповідає вимогам гарантії понад 5 років для SSD-накопичувачів, що призводить до прихованих ризиків виходу з ладу.
**Чутливість до ударів (стійкість до ударів):** Вікно захисту від втрати живлення для операцій читання/запису зі швидкістю 10 гігабіт знаходиться лише в мілісекундному діапазоні. Якщо еквівалентний послідовний опір (ESR) звичайного алюмінієвого електролітичного конденсатора занадто високий, швидкість його розряду буде недостатньою для задоволення миттєвого пікового навантаження на струм, що безпосередньо спричинятиме перебої та пошкодження даних під час зворотного запису.
2. Проблеми адаптації до навколишнього середовища: як подолати температурні межі та розширити сферу впровадження штучного інтелекту для зберігання даних?
Оскільки обчислювальна потужність штучного інтелекту поширюється на периферію, пристрої зберігання даних необхідно розгортати в складних умовах, таких як базові станції, транспортні засоби та заводи. Це накладає незалежні вимоги до «доступу до навколишнього середовища» на конденсатори:
**Відсутність широкого діапазону температур:** Робочий діапазон температур традиційних конденсаторів (зазвичай від -40℃ до +105℃) недостатній для роботи в надзвичайно холодних та спекотних умовах. За низьких температур зовнішнього повітря нижче -40°C електроліт може затвердіти, що призведе до функціональної несправності; при постійному нагріванні за високих температур термін служби різко скоротиться, що обмежує застосування продукту в широкому діапазоні граничних сценаріїв.
Технічний аналіз: Чотиривимірні переваги YMIN у високопродуктивних алюмінієвих електролітичних конденсаторах
Вирішуючи вищезазначені проблемні питання, YMIN запропонувала чотиривимірне рішення, зосереджене на високій щільності потужності завдяки інноваціям у системі матеріалів та процесах.
Основна особливість 1: Висока щільність енергії (основа первинного проектування)
У схемах PLP конденсатори повинні максимізувати накопичення енергії в обмеженому просторі друкованої плати.
Технологічний прорив: серія LKM від YMIN використовує технологію електродної фольги високої щільності для збільшення номінальної ємності зі стандартних 3000 мкФ до 3300 мкФ у межах стандартного розміру 12,5×30 мм.
Переваги конструкції: За тих самих фізичних розмірів збільшення ємності становить >10%, що забезпечує більший запас міцності для захисту від збоїв живлення у флеш-пам'яті NAND надвисокої ємності.
| Рисунок 1: Порівняння рішення YMIN зі стандартом галузі (вимір ємності) | |||
| Вимір порівняння (місткість) | Галузевий стандарт | Рішення YMIN | Перевага в продуктивності |
| Основні специфікації | 12,5×30 мм, 35 В | 12,5×30 мм, 35 В | Ідентичні фізичні розміри |
| Номінальна ємність | -3000 мкФ | ≥3300 мкФ | Збільшення потужності >10% |
| Технічна реалізація | Традиційні матеріали та процеси | Фольга електродів високої щільності та вдосконалений процес | Значно вища щільність енергії |
| Використання простору | Стандартний | Чудове, більше накопичення енергії на одиницю об'єму | Сприяє компактному дизайну |
| Продуктивність | Стандартний | Міцніший, забезпечує довший час захисту від вимкнення живлення | Підвищена надійність системи |
Основна особливість 2: Стійкість до високих температур та тривалий термін служби (надійність корпоративного рівня)
Тривала експлуатація: Серія LKM досягає наддовгого терміну служби – 10 000 годин при температурі 105°C, що більш ніж удвічі перевищує термін служби традиційних рішень, що ідеально відповідає гарантійному терміну SSD-накопичувачів корпоративного класу.
Надзвичайно висока надійність: коефіцієнт відмов (FIT) знижено приблизно з 50% до <10% (що перевершує стандарти автомобільного класу), що забезпечує надзвичайно стабільне зберігання енергії протягом усього терміну служби.
| Рисунок 2: Рішення YMIN проти галузевого стандарту (вимір життєвого циклу) | |||
| Характеристика (тривалість життя) | Стандартний рівень конденсатора | Рішення YMIN | Перевага в продуктивності |
| Термін служби при високих температурах | 5000 годин при 105℃ | 10000 годин при 105℃ | Термін служби збільшено більш ніж удвічі, що ідеально відповідає 5-річному гарантійному терміну SSD, що забезпечує відсутність потреби в обслуговуванні. |
| Стабільність ємності | Швидке згасання при високій температурі | Збереження ємності >95% за високої температури | Забезпечує стабільне зберігання енергії протягом усього життєвого циклу, запобігаючи збоям захисту від відключення живлення через зниження ємності. |
| Надійність за високих температур | Значні коливання продуктивності вище 85℃ | Стабільний у широкому діапазоні температур від -40℃ до 105℃/135℃ | Здатно справляється з екстремально високими температурами всередині серверів та на периферії, розширюючи межі застосування. |
| Коефіцієнт відмов (FIT) | -50 ФІТ | <10 FIT (вище, ніж автомобільний клас) | Рівень відмов зменшився більш ніж на 80%, що забезпечує передбачувану надійність для розгортань масштабом мільйонів одиниць. |
Основна характеристика 3: Ударостійкість та швидка реакція (забезпечення миттєвого живлення)
Наднизький ESR: оптимізуючи високопровідний електроліт, YMIN знизив ESR до 25 мОм (покращення >28% порівняно з галузевим стандартом 35 мОм).
Здатність до реагування: Нижчий внутрішній опір забезпечує швидке вивільнення енергії протягом мілісекундного вікна, ефективно запобігаючи падінню напруги під час відключень електроенергії.
| Рисунок 3: Рішення YMIN у порівнянні з галузевим стандартом (розмір ESR) | |||
| Вимір порівняння | Галузевий стандарт | Рішення YMIN | Перевага в продуктивності |
| Основна специфікація (ESR) | -35 мОм | ≤25 мОм | Покращення >28% |
| Технічна реалізація | Традиційні матеріали та дизайн | Удосконалена система матеріалів та точний процес | - |
| Ефективність розряду | Бенчмарк | Значно вище | - |
| Теплові втрати | Бенчмарк | Значно знижено | - |
Основна особливість 4: Широкий діапазон температур (адаптивність до навколишнього середовища для периферійних обчислень)
Надзвичайно широкий діапазон температур: Серія YMIN LKL(R) може похвалитися робочим діапазоном від -55℃ до +135℃, що значно перевищує показники звичайних конденсаторів.
Запуск за низьких температур: Використання спеціальної формули електроліту для низьких температур забезпечує плавну зміну ESR навіть за надзвичайно низьких температур -55℃, гарантуючи миттєвий запуск системи та безпеку розряду в холодних умовах.
| Рисунок 4: Розчин YMIN у порівнянні з галузевим стандартом (вимір температури) | |||
| Характеристика (температура) | Стандартний рівень конденсатора | Рішення YMIN | Перевага в продуктивності |
| Діапазон робочих температур | -40°C ~ +105°C | -55°C ~ 135°C | Верхня та нижня межі значно розширені, охоплюючи екстремальні сценарії застосування. |
| Термін служби за високих температур (135°C) | 1000 – 2000 годин | ≥6000 годин | Термін служби збільшився більш ніж у 3 рази, що відповідає повному життєвому циклу SSD-накопичувачів. |
| Низькотемпературна продуктивність (-55°C) | ESR різко зростає, продуктивність значно погіршується. | ESR змінюється плавно, зберігаючи здатність до миттєвого запуску. | Вирішує проблему холодного запуску, забезпечуючи безпеку даних для периферійних пристроїв. |
| Надійність температурного циклу | Стандартне тестування | Проходить суворі випробування за температури від -55°C до 135°C | Нечутливий до теплових ударів, адаптується до різких коливань навколишнього середовища. |
Запитання та відповіді щодо проблем клієнтів
З: Чому «щільність ємності» має бути пріоритетною під час вибору конденсаторів захисту від втрати живлення для твердотільних накопичувачів PCIe 5.0?
A: Основна причина полягає в тому, що обсяг даних, які потрібно записати назад на флеш-пам'ять NAND SSD великої ємності (наприклад, 8 ТБ+), різко зростає під час відключення живлення, тоді як фізичний простір на платі надзвичайно обмежений. Звичайні рідкоалюмінієві електролітичні конденсатори мають низьку ефективність накопичення енергії через певні обмеження ємності їхніх звичайних електродних фольг; перевага надається конденсаторам серії YMIN LKM, оскільки вони пропонують збільшення ємності >10% за того ж розміру, забезпечуючи більш достатнє резервування енергії для системи без зміни існуючої схеми.
Q2: Чому сервери штучного інтелекту повинні враховувати характеристику конденсаторів «широкого температурного діапазону»?
A2: Коли обчислювальні потужності та сховища штучного інтелекту розгортаються на периферії (наприклад, у транспортних засобах або на зовнішніх базових станціях), обладнання стикається з екстремальними температурами нижче -30°C або вище 70°C. Звичайні конденсатори зазнають серйозного зниження продуктивності за цих умов, що призведе до збою захисту від втрати живлення. Тому, вибираючи конденсатори для цих периферійних серверів штучного інтелекту, необхідно оцінити їхню здатність працювати в широкому діапазоні температур. Серія YMIN LKL (-55℃~135℃) спеціально розроблена для цієї мети.
Посібник з вибору: точний підбір відповідно до вашого сценарію
Сценарій A: Сервери штучного інтелекту та основні твердотільні накопичувачі для центрів обробки даних
Основні проблеми: простір надзвичайно обмежений, що вимагає конденсаторів для забезпечення максимального накопичення енергії, найдовшого терміну служби та найшвидшої швидкості розряду в компактному виконанні.
Рекомендоване рішення: серія YMIN LKM (високої ємності), типова модель 35V 3300μF (12,5×30 мм). Вона пропонує збільшення ємності >10% для того ж розміру, ESR ≤25mΩ та термін служби 10 000 годин при 105°C, що забезпечує універсальне рішення для задоволення екстремальних вимог до потужності основних обчислень для зберігання даних щодо щільності, терміну служби та швидкості.
Сценарій B: Периферійні обчислення, сховище даних на базі транспортних засобів та зовнішніх базових станцій
Основні проблеми: Екстремальні температури навколишнього середовища (від -55℃ до 135℃), що вимагають стабільної та надійної роботи конденсаторів у всьому діапазоні температур.
Рекомендоване рішення: серія YMIN LKL(R) (надзвичайно широкий температурний діапазон), типова модель 35V 2200μF (10×30 мм). Робочий діапазон температур охоплює від -55℃ до 135℃, а спеціальний електроліт забезпечує стабільне ESR навіть в надзвичайно холодних умовах, забезпечуючи надійну адаптацію до навколишнього середовища для зберігання даних на периферії штучного інтелекту.
Огляд структурованих технологій
Для зручності пошуку технологій та оцінки рішень основна інформація цього документа викладена наступним чином:
Основні сценарії: Твердотільні накопичувачі корпоративного класу з форм-фактором E1.L/U.2 PCIe 5.0/6.0, що використовуються в серверах для навчання штучного інтелекту та високопродуктивних центрах обробки даних (основні сценарії). Широкотемпературні накопичувачі, що розгортаються у вузлах периферійних обчислень, інтелектуальних системах в автомобілях та базових станціях зовнішнього зв'язку (розширені сценарії).
Основні переваги рішення YMIN:
Висока щільність ємності: Серія LKM забезпечує ємність ≥3300 мкФ у стандартному розмірі 12,5×30 мм, що на >10% краще порівняно зі звичайними продуктами такого ж розміру.
Стійкість до високих температур та тривалий термін служби: термін служби ≥ 10 000 годин при 105 °C, коефіцієнт відмов < 10 FIT, що відповідає вимогам довгострокової надійної роботи.
Ударостійкість та швидка реакція: ESR ≤ 25 мОм, що забезпечує швидке вивільнення енергії протягом мілісекундного вікна вимкнення живлення.
Надзвичайно широкий діапазон температур: серія LKL(R) працює від -55°C до 135°C, долаючи проблему затвердіння електроліту за низьких температур.
Рекомендовані моделі оцінювання:
Серія YMIN LKM: Підходить для основних сценаріїв зберігання даних у центрах обробки даних, які надають пріоритет максимальному використанню простору та довгостроковій надійності. Типова модель: 35 В 3300 мкФ (12,5 × 30 мм).
Серія YMIN LKL(R): Підходить для периферійних обчислень та автомобільних систем зберігання даних, що потребують роботи з екстремальними температурами. Типова модель: 35 В 2200 мкФ (10 × 30 мм, робоча температура від -55°C до 135°C).
Щоб отримати детальні характеристики серії YMIN LKM/LKL(R) або замовити інженерні зразки, зверніться до технічної команди YMIN через веб-сайт YMIN Electronics.
Час публікації: 12 січня 2026 р.