De la red eléctrica al chip: suministro de energía para racks de escala de megavatios en centros de datos de IA

Una solución propuesta

Para liberar valioso espacio en los racks para computación, una solución que se está considerando implica reubicar los convertidores AC/DC fuera del rack y aumentar su voltaje de bus de salida; esencialmente, separar el rack único heredado con estantes de computación y alimentación en racks de alimentación y servidores separados, y luego aumentar el voltaje del bus para reducir la corriente y las pérdidas óhmicas asociadas a través de rutas de distribución más largas.

La especificación Mt. Diablo, que están desarrollando los hiperescaladores en el marco del Open Compute Project, propone aumentar la tensión de distribución de energía a ±400 V.

A ± 400 V, la corriente se reduce 16,7 veces en comparación con 48 V para la misma potencia. Esto permite una ruta de distribución 16,7 veces más larga con el mismo calibre de conductor y las mismas pérdidas, o bien un cableado de menor calibre. Esto último supone un ahorro considerable en el coste del cobre, sobre todo si los módulos de CA/CC y de respaldo se ubican cerca, en un rack de alimentación auxiliar dedicado.

desafíos clave

Tradicionalmente, los centros de datos distribuyen corriente alterna trifásica de 415/480 V directamente a cada rack de cómputo, donde se convierte a corriente continua de 48 V. En el modelo propuesto, los racks reciben ±400 V. Esto plantea nuevas preocupaciones de seguridad y normativas debido a la distribución de corriente continua de alto voltaje. En un sistema de ±400 V, la conexión a tierra del punto medio limita la exposición a 400 V, reduciendo las necesidades de aislamiento; sin embargo, también introduce dos rieles activos, lo que aumenta la complejidad del sistema.

Además, los voltajes de distribución más altos afectan diseño de estantería internaLa alimentación eléctrica debe distribuirse de forma segura a cada estante, lo que requiere conectores, cables y diseño de placas de circuito impreso mejorados, convertidores CC/CC aislados que cumplen con las normas de seguridad de la agencia. Esto contradice las tendencias recientes hacia la eliminación de las etapas de aislamiento.

Reuniéndolo todo

En un sistema integrado donde la conversión CA/CC, el almacenamiento de energía y el hardware de refrigeración se consolidan en un rack auxiliar, los especialistas en sistemas de alimentación como Flex están en una posición privilegiada para ofrecer soluciones llave en mano con eficiencia optimizada. Este enfoque simplifica la integración y elimina la necesidad de componentes de alimentación CA/CC independientes en cada rack de servidores. Asimismo, Flex puede proporcionar convertidores CC/CC integrados en la placa base para blades de computación, con versiones de entrada de alto voltaje ya en desarrollo. En conjunto, esto representa una estrategia integral y escalable de suministro de energía de la red al chip, optimizada para la próxima generación de centros de datos de alta densidad impulsados por IA.