Arhitectura ISOP și tranzistoarele GaN pentru servere AI

O nouă arhitectură modulară ISOP folosește tranzistoare GaN de joasă tensiune pentru a transforma eficient energia de 800 VDC a rack-urilor în tensiuni joase pentru servere AI.

Serverele dedicate inteligenței artificiale impun o evoluție rapidă a arhitecturilor de alimentare, fiind nevoie simultan de o tensiune de distribuție mult mai mare și de cerințe masive de putere din partea procesoarelor. O magistrală de rack la 800 VDC poate reduce semnificativ pierderile de distribuție, însă generează o problemă complexă de conversie: mii de wați trebuie transformați eficient în șine de tensiune joasă și curent foarte mare, localizate aproape de sarcină, conform detaliilor publicate recent pe EEPower.

Soluția modulară ISOP și topologia rezonantă LLC

Pentru a depăși această provocare, o arhitectură modulară de tip serie la intrare și paralel la ieșire (ISOP) oferă o rută viabilă. Prin împărțirea intrării de 800 V între opt etaje LLC și combinarea ieșirilor acestora, sistemul permite utilizarea unor dispozitive GaN de joasă tensiune, rapide, distribuind în același timp căldura și curentul.

Configurația utilizează module convertoare DC-DC izolate și identice. Unul dintre avantajele majore ale modulelor bazate pe LLC într-un șir ISOP este auto-echilibrarea acestora. Câștigul convertorului rămâne aproape constant la rezonanță atunci când raportul dintre inductanța de magnetizare și cea rezonantă este selectat corespunzător, eliminând necesitatea unor algoritmi complicați de control.

Avantajele utilizării tranzistoarelor cu GaN

Arhitectura ISOP modifică spațiul de proiectare pentru semiconductori. În loc ca un singur convertor să suporte întreaga magistrală de 800 V, cele opt module conectate în serie împart tensiunea, astfel încât fiecare modul vede aproximativ 100 V.

• Tranzistoarele GaN de joasă tensiune comută eficient în jurul valorii de 1 MHz.
• Reducerea pierderilor de comutație și de conducție comparativ cu dispozitivele de tensiune mai mare.
• Distribuirea disipării puterii pe opt faze simplifică managementul termic.
• Reducerea cerințelor de capacitate pentru magistrala de ieșire prin intercalare.

Implementările practice demonstrează flexibilitatea acestei abordări pentru diferite niveluri de tensiune de ieșire, menținând eficiențe de vârf de peste 98% chiar și în condiții de sarcină maximă.

Opinia noastră

Credem că tranziția centrelor de date către arhitecturi de 800 V era inevitabilă, având în vedere cerințele energetice extreme ale aplicațiilor de inteligență artificială. Ni se pare remarcabil modul în care ingineria avansată reușește să combine topologiile modulare cu semiconductori GaN pentru a obține densități de putere greu de imaginat acum câțiva ani. Privind spre viitor, considerăm că eficiența termică și optimizarea la nivelul miliohmilor vor face diferența între centrele de date sustenabile și cele care își vor atinge limitele fizice.

Ce înseamnă pentru tine

Pentru utilizatorul obisnuit din Romania, evoluțiile din zona de servere AI și datacenter par îndepărtate, însă ele influențează în mod direct modul în care serviciile digitale pe care le folosești zilnic funcționează. O eficiență energetică mai mare în infrastructura globală înseamnă costuri optimizate de operare, fiabilitate sporită pentru platformele online și o mai bună sustenabilitate a tehnologiilor pe care te bazezi zi de zi.

Pentru infrastructura critică și echipamentele care necesită o alimentare stabilă, poți consulta gama de UPS-uri și stabilizatoare de tensiune.

Sursa știrii: EEPower.