Infineon與NVIDIA合作為AI 數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)供電系統(tǒng)

Infineon Technologies AG 與 NVIDIA 合作，正在開發(fā)基于新架構(gòu)的下一代電源系統(tǒng)，該架構(gòu)具有 800 V 集中發(fā)電和高壓直流 （HVDC） 功能，用于 AI 數(shù)據(jù)中心內(nèi)的配電。

新的系統(tǒng)架構(gòu)顯著增強(qiáng)了整個(gè) AI 數(shù)據(jù)中心的節(jié)能配電，支持直接在服務(wù)器主板內(nèi)的 AI 芯片 （GPU） 上進(jìn)行電源轉(zhuǎn)換。英飛凌正在利用其在從電網(wǎng)到核心的功率轉(zhuǎn)換方面的專業(yè)知識(shí)，基于硅 （Si）、碳化硅 （SiC） 和氮化鎵 （GaN） 等所有相關(guān)半導(dǎo)體材料，推動(dòng)全面 HVDC 架構(gòu)的路線圖。

由于 AI 數(shù)據(jù)中心已經(jīng)使用超過 100,000 個(gè)單獨(dú)的 GPU，因此對(duì)更高效供電的需求變得越來越重要。據(jù)估計(jì)，到本十年末，AI 數(shù)據(jù)中心將需要每個(gè) IT 機(jī)架 1 兆瓦或更高的功率輸出。因此，HVDC 架構(gòu)與高密度多相系統(tǒng)相結(jié)合，將為行業(yè)樹立新標(biāo)準(zhǔn)，推動(dòng)高質(zhì)量組件和配電系統(tǒng)的發(fā)展。

“英飛凌正在推動(dòng)人工智能的創(chuàng)新，”英飛凌電源和傳感器系統(tǒng)部總裁 Adam White 說。英飛凌在從電網(wǎng)到核心的 AI 驅(qū)動(dòng)方面的應(yīng)用和系統(tǒng)專業(yè)知識(shí)，與 NVIDIA 在加速計(jì)算方面的世界領(lǐng)先專業(yè)知識(shí)相結(jié)合，為 AI 數(shù)據(jù)中心的電源架構(gòu)新標(biāo)準(zhǔn)鋪平了道路，以實(shí)現(xiàn)更快、更高效和可擴(kuò)展的 AI 基礎(chǔ)設(shè)施。

“新的 800V HVDC 系統(tǒng)架構(gòu)可在整個(gè)數(shù)據(jù)中心提供高可靠性、高能效的配電，”NVIDIA 系統(tǒng)工程副總裁 Gabriele G?rra 說。“通過這種創(chuàng)新方法，NVIDIA 可以優(yōu)化我們先進(jìn) AI 基礎(chǔ)設(shè)施的能耗，這支持我們對(duì)可持續(xù)發(fā)展的承諾，同時(shí)還提供下一代 AI 工作負(fù)載所需的性能和可擴(kuò)展性。”

目前，AI 數(shù)據(jù)中心的電力供應(yīng)是分散的。這意味著 AI 芯片由大量的電源單元供電。未來的系統(tǒng)架構(gòu)將是集中式的，從而最大限度地利用服務(wù)器機(jī)架中的約束空間。這將增加尖端功率半導(dǎo)體解決方案的重要性，這些解決方案使用最少的功率轉(zhuǎn)換級(jí)，并允許升級(jí)到更高的配電電壓。

HVDC 架構(gòu)的主要優(yōu)勢(shì)

目前，AI 數(shù)據(jù)中心的配電涉及多次電壓轉(zhuǎn)換，隨著 AI 的計(jì)算需求導(dǎo)致功率需求增加，這會(huì)導(dǎo)致效率低下和復(fù)雜性增加。NVIDIA 800 V HVDC 架構(gòu)使用工業(yè)級(jí)整流器在數(shù)據(jù)中心周邊將高壓交流電網(wǎng)電力直接轉(zhuǎn)換為 800 V HVDC。這消除了大多數(shù)中間轉(zhuǎn)換步驟，以及許多 AC/DC 和 DC/DC 轉(zhuǎn)換過程中的相關(guān)能量損失。

HVDC 架構(gòu)還顯著減少了電源鏈中所需的帶風(fēng)扇的電源單元數(shù)量，從而提高了系統(tǒng)可靠性、降低了散熱、減少了組件數(shù)量并提高了能源效率。由于冷卻是 AI 數(shù)據(jù)中心能源預(yù)算的重要組成部分，因此減少散熱會(huì)對(duì)設(shè)備和能源成本產(chǎn)生重大影響。由于電源裝置故障的減少，維護(hù)成本也可以降低高達(dá) 70%。

在配電中使用 800 V 母線槽而不是交流電，可以通過相同尺寸的導(dǎo)體傳輸 85% 的功率，因?yàn)楦叩碾妷航档土穗娏餍枨蟛⒔档土穗娮钃p耗。電流較低時(shí)，較細(xì)的導(dǎo)體可以處理相同的負(fù)載。這減少了 45% 的銅需求，并消除了交流電特定的低效率，包括集膚效應(yīng)和無功功率損失。