Las ganancias incrementales requieren esfuerzos exponenciales.
Tomando como ejemplo los módulos de un cuarto de bloque del Flex, la capacidad de potencia de salida ha aumentado de aproximadamente 100 W en 2002 a 400 W en 2008, a 1,5 kW en 2020 y hasta 2 kW en 2024. Para los arquitectos de sistemas eléctricos, este aumento no se limita a la potencia: modifica fundamentalmente la distribución de corriente, la densidad térmica y las compensaciones de optimización a nivel de sistema.
Esto plantea la pregunta de qué ha permitido tal aumento de la densidad de potencia a lo largo de los años. Una parte importante de la respuesta son las mejoras en la eficiencia, ya que al observar esos mismos productos se aprecia una progresión desde aproximadamente 90% en los primeros modelos hasta 97,9% y más en la actualidad. Sin embargo, las eficiencias ya rondaban los 96% en 2008, por lo que resulta evidente que cada fracción adicional de un porcentaje se consigue con mucho esfuerzo. La razón es que pasar de una eficiencia de 96% a 97% no supone una mejora de solo 1%, sino que implica reducir las pérdidas en aproximadamente 26%. Este efecto se acumula a medida que aumentan las eficiencias, por lo que mejorar de 97,0% a 97,6% requiere reducir las pérdidas en 20% adicionales.
Estas pequeñas mejoras pueden tener un gran impacto en los racks de IA de alta densidad, ya que afectan directamente al margen térmico, los requisitos de flujo de aire y la selección de la arquitectura de refrigeración. Sin embargo, su escalabilidad depende de los parámetros de los componentes y las conexiones, por lo que lograr ese "0,6%" podría implicar un rediseño relativamente menor mediante el uso de una nueva generación de dispositivos semiconductores con menor resistencia y conmutación más rápida, o podría requerir un rediseño completo con un enfoque totalmente nuevo para la topología de conversión.
Por ejemplo, para lograr estas mejoras se han requerido avances en el rendimiento de los semiconductores y la optimización de la topología. Los MOSFET modernos utilizados en rectificadores síncronos ahora tienen una resistencia de encendido inferior al miliohmio, tamaños de encapsulado más pequeños y menor capacitancia, lo que permite estrategias de dispositivos en paralelo que reducen las pérdidas por conducción y dinámicas, al tiempo que mejoran la disipación térmica.
Fuente: Análisis Flex (mayo de 2026)
Sin embargo, a medida que se reducen las pérdidas de los dispositivos de conmutación, las pérdidas magnéticas y de interconexión suelen representar una mayor proporción del presupuesto de pérdidas restante, lo que hace que la resistencia del bobinado y la impedancia de interconexión dependiente del diseño sean cada vez más importantes a la hora de modelar.
La eficiencia es solo una parte de la historia; el diagrama anterior muestra que las pérdidas en un convertidor CC/CC de 1,5 kW de tamaño reducido siguen siendo más de tres veces superiores a las que podían soportar los diseños iniciales. La física y las temperaturas máximas de unión no han cambiado, por lo que es evidente que el diseño de la gestión térmica ha experimentado grandes avances. Sin embargo, la disipación de calor se vuelve más compleja a medida que aumenta la densidad de componentes en los sistemas modernos, donde colocar una carga de 1,5 kW cerca del convertidor puede provocar un calentamiento cruzado significativo.
En los niveles de potencia más altos, una solución que ha surgido consiste en utilizar las mismas técnicas de refrigeración que para la CPU o la GPU en los IBC. Por ejemplo, el convertidor CC/CC podría tener placas de refrigeración integradas en la parte superior e inferior, que se pueden acoplar al sistema de refrigeración líquida existente. Esto también reduce la dependencia de la conducción de calor a través de la placa de circuito impreso del convertidor CC/CC, permitiendo que las pistas de cobre y los pines del conector conduzcan las corrientes más elevadas necesarias.
Optimiza todo el sistema, no solo las partes.
El diseño de una cadena de conversión de energía desde la red eléctrica hasta el chip puede realizarse técnicamente paso a paso, pero para maximizar la eficiencia del sistema, los operadores de centros de datos deben adoptar un enfoque más integral. Esto se debe a que optimizar una parte individual del sistema puede limitar el funcionamiento de las partes anteriores o posteriores, lo que repercute en la eficiencia de todo el sistema. Como dice el dicho, un sistema eficiente es mucho más que la suma de sus partes.
Además, el pensamiento sistémico durante el diseño permite desarrollar soluciones que requieren la interacción activa de múltiples partes o componentes. Las técnicas de control digital, como el ajuste dinámico de voltaje y la desconexión de fases, contribuyen al ahorro energético al mejorar la eficiencia en condiciones de baja carga, como cuando los procesadores están inactivos. Sin embargo, es fundamental evaluar estos comportamientos bajo perfiles de carga de trabajo realistas, en lugar de basarse en las suposiciones de estado estacionario propias de los diseños de sistemas fragmentados.
No solo mejores tus productos, mejora tu enfoque.
La evolución del cuarto de ladrillo ya no se trata simplemente de lograr una mayor densidad de potencia. A los ingenieros de diseño de potencia de hoy se les pide que vayan más allá, y necesitan las herramientas adecuadas para el trabajo. Modelar toda la ruta de alimentación dentro del rack con herramientas como Diseñador de energía Flex Esto les permite comparar opciones de arquitectura, la distribución de pérdidas entre etapas y el rendimiento bajo condiciones de carga de trabajo dinámicas. Suelen recurrir a la IA para simulaciones de efectos eléctricos y térmicos. Buscan proveedores con carteras de productos que abarquen desde la red eléctrica hasta el chip para maximizar la compatibilidad y la fiabilidad. Aplican este enfoque a todo el sistema para garantizar la máxima eficiencia, estabilidad térmica, rendimiento y disponibilidad.
