همزمان با افزایش تقاضای انرژی توسط هوش مصنوعی، مراکز داده به سمت سیستم‌های ولتاژ بالاتر حرکت می‌کنند و فرصت‌های جدیدی را برای ارائه دهندگان برق و قطعات ایجاد می‌کنند.
مدل‌های هوش مصنوعی که به طور فزاینده‌ای قدرتمند می‌شوند، کاربردهای جدیدی را امکان‌پذیر می‌کنند و ارزش اقتصادی بیشتری ایجاد می‌کنند که به نوبه خود، پذیرش را تسریع کرده و تقاضا برای قدرت محاسباتی بیشتر را افزایش می‌دهد. این با اصل اقتصادی معروف به پارادوکس جوونز مطابقت دارد، که در آن پیشرفت‌های فناوری که امکان استفاده کارآمدتر از یک منبع را فراهم می‌کنند، منجر به افزایش مصرف آن منبع می‌شوند. با افزایش شدت محاسبات، نیازهای انرژی مراکز داده هوش مصنوعی نیز افزایش می‌یابد. به طور کلی، انتظار می‌رود تقاضای برق آنها تا سال 2030 به طور قابل توجهی افزایش یابد و حجم کار هوش مصنوعی حدود 70 درصد از این افزایش را تشکیل می‌دهد.
در مدرن‌ترین مراکز داده، که اغلب توسط شرکت‌های hyperscaler، توسعه‌دهندگان نرم‌افزار و پردازش و شرکت‌های بومی هوش مصنوعی اداره می‌شوند، رک‌هایی که اجزای محاسباتی را در خود جای داده‌اند، نیازهای برقی دارند که سیستم‌های تحویل ولتاژ پایین سنتی برای مطابقت با آن طراحی نشده‌اند. در این تراکم‌های رک بالاتر، استفاده از معماری‌های برق مرسوم می‌تواند اثرات جانبی نامطلوبی از جمله تلفات تبدیل برق، افزایش انتشار گرما و توزیع برق بیش از حد پیچیده ایجاد کند.
برای رفع این مشکلات، مراکز داده می‌توانند به سمت معماری‌های جدیدتر برق حرکت کنند. به جای جریان متناوب ۴۸۰/۴۱۵ ولت ، که اکنون معمولاً برای انتقال جریان مستقیم (DC) ۴۸ ولت به رک‌ها استفاده می‌شوند، مراکز داده می‌توانند از جریان مستقیم با ولتاژ بالاتر استفاده کنند. یکی از این رویکردها، که ممکن است با تعیین استانداردها توسط شرکت‌های پیشرو و کنسرسیوم‌های صنعتی، رواج پیدا کند، شامل استفاده از سیستم‌های ۸۰۰ ولت DCاست.۱که نیاز به جریان کمتری دارند. این سیستم‌ها می‌توانند توزیع برق را به رک‌ها نزدیک‌تر کنند، که این امر باعث کاهش تلفات توزیع، بهبود مقیاس‌پذیری و جداسازی خطا و پشتیبانی بهتر از چگالی توان بالا و نیازهای حرارتی مراکز داده مدرن هوش مصنوعی می‌شود. در مقیاس گیگاوات مراکز داده مدرن، حتی افزایش ناچیز راندمان نیز می‌تواند ارزش عملیاتی و اقتصادی قابل توجهی ایجاد کند.
افزایش سیستم‌های ۸۰۰ ولت DC می‌تواند سود حاصل از سیستم‌های قدیمی جریان متناوب (AC) و سوئیچ‌گیرهای کم‌ولتاژ و وابسته به فلز که در اکثر مراکز داده استفاده می‌شوند را تغییر دهد. در عوض، پلتفرم‌ها و قطعات DC جدیدتر و سازگار با ولتاژ بالا بیشترین تقاضا را خواهند داشت. این توسعه می‌تواند اکوسیستم را به روی تازه‌واردان و همچنین شرکت‌های صنایع مجاور باز کند.
برای کمک به تأمین‌کنندگان جدید و فعلی برق و قطعات در بهره‌برداری از فرصت‌ها، این مقاله به بررسی نیروهای محرک حرکت به سمت سیستم‌های ۸۰۰ VDC، تغییرات بالقوه در تقاضای تجهیزات، چشم‌انداز رقابتی در حال تحول و ملاحظات استراتژیک برای شرکت‌هایی که در حال گذار هستند، می‌پردازد.
نیاز به سیستم‌های برق بهتر در مراکز داده
مراکز داده امروزی که بر هوش مصنوعی متمرکز هستند، قدرت محاسباتی را با تراکم بیشتری نسبت به گذشته در هر رک جای می‌دهند و این امر مصرف انرژی را افزایش می‌دهد. نیاز برق قبلی کمتر از 50 کیلووات در هر رک، اکنون به 200 تا 600 کیلووات در هر رک افزایش می‌یابد (شکل 1). اگر مسیر فعلی ادامه یابد، نیاز به انرژی می‌تواند در اواخر این دهه به حدود یک مگاوات در هر رک برسد.
در تراکم رک‌های بالاتر، سیستم‌های برق سنتی ۴۸۰/۴۱۵ ولت AC باید جریان‌های بسیار بزرگی را تحمل کنند – بیش از ۷۰۰ آمپر در هر فاز برای رکی که ۵۰۰ کیلووات یا بیشتر برق مصرف می‌کند. تطبیق این جریان‌ها نیاز به کابل‌ها، کانکتورها و بریکرهای بزرگ‌تری دارد که باعث افزایش فضای زیرساخت و دشوارتر شدن مدیریت گرما می‌شود.
ناکارآمدی سیستم‌های ولتاژ پایین فراتر از ظرفیت حمل جریان است. از آنجا که برق به صورت AC با ولتاژ متوسط وارد تأسیسات می‌شود اما تراشه‌ها و سرورها در نهایت با DC با ولتاژ پایین کار می‌کنند، معماری‌های مرسوم به چندین مرحله تبدیل در سراسر زنجیره برق نیاز دارند. هر تبدیل باعث کاهش راندمان (معمولاً ۱ تا ۳ درصد در هر مرحله) می‌شود، گرمای اضافی تولید می‌کند و به تجهیزاتی نیاز دارد که فضای سفید ارزشمند و زیرساخت‌های الکتریکی را مصرف می‌کنند.
سیستم‌هایی با ولتاژ ۸۰۰ ولت DC بسیاری از این محدودیت‌ها را برطرف می‌کنند. آنها همان توان ۴۸۰/۴۱۵ ولت AC را ارائه می‌دهند در حالی که تقریباً نیمی از جریان را حمل می‌کنند و اندازه هادی، نیاز به مس و فضای اشغال شده توسط زیرساخت‌های الکتریکی را کاهش می‌دهند. از آنجا که جریان مستقیم با ولتاژ بالا می‌تواند مستقیماً در سراسر مرکز داده توزیع شود، با انتقال برق از شبکه به تجهیزات محاسباتی، مراحل تبدیل برق کمتری مورد نیاز است. این امر معماری الکتریکی را ساده می‌کند، تلفات تبدیل را کاهش می‌دهد و به اپراتورها انعطاف‌پذیری بیشتری برای بهینه‌سازی توزیع برق و استفاده کارآمدتر از فضا می‌دهد.
ولتاژ بالاتر DC همچنین تلفات I²R – انرژی تلف شده به صورت گرما – را کاهش می‌دهد و راندمان کلی برق را بهبود می‌بخشد. در مقیاس گیگاوات، حتی کاهش اندک در تلفات برق می‌تواند به طور معناداری اثربخشی مصرف برق (PUE) را بهبود بخشد، تقاضای کل شبکه را کاهش دهد، محدودیت‌های برق را که می‌توانند استقرار را به تأخیر بیندازند، کاهش دهد و هزینه‌های عملیاتی بلندمدت را کاهش دهد.
این پیشرفت‌های فنی در کنار هم می‌توانند به ارزش اقتصادی معناداری تبدیل شوند. با کاهش تلفات الکتریکی، کاهش ردپای الکتریکی و آزاد کردن فضا برای محاسبات با چگالی بالاتر، معماری‌های 800 VDC می‌توانند هزینه‌های زیرساخت را کاهش داده و در عین حال ظرفیت درآمدزایی را افزایش دهند. تخمین‌های اولیه صنعت نشان می‌دهد که سیستم‌های 800 VDC بومی می‌توانند هزینه‌های سرمایه‌ای در زیرساخت‌های غیر فناوری اطلاعات را تقریباً 15 تا 18 درصد و هزینه‌های عملیاتی مرتبط با برق را حدود 8 تا 10 درصد کاهش دهند، اگرچه صرفه‌جویی‌های محقق شده به معماری استقرار و میزان الزامات مقاوم‌سازی بستگی دارد.
هنوز دیدگاهی ثبت نشده است.