Rychlý rozvoj umělé inteligence (AI) podporuje exponenciální růst trhu s AI servery. Podle zprávy IDC a Inspur Information za rok 2025 o vývoji výpočetního výkonu AI v Číně dosáhl globální trh AI serverů v roce 2024 hodnoty 125,1 miliardy USD a do roku 2025 se očekává růst na 158,7 miliardy USD.
1. Klíčové požadavky na cívky v AI serverech
AI servery kladou výrazně vyšší nároky na výkon, výkonovou hustotu a energetickou účinnost ve srovnání s běžnými servery, což přímo ovlivňuje specifikace cívek.
Nejprve AI servery využívají výkonné GPU nebo specializované AI akcelerátory, které pracují za podmínek vysokého proudu, a proto vyžadují cívky s vysokou hodnotou nasycení proudu. Nedostatečná proudová nasycenost může vést k přehřátí, poruše funkce nebo trvalému poškození a ohrožení integrity systému.
Zadruhé, aby bylo možné maximalizovat výkon v omezeném prostoru datových center, vyžadují AI servery cívky kompaktního provedení s nízkým odporem stejnosměrného proudu (DCR) za účelem minimalizace ztrátového tepla a zlepšení účinnosti.
Zatřetí, vysoká účinnost přeměny elektrické energie je nezbytná pro snížení provozních nákladů na energie. Cívky proto musí vykazovat vynikající vysokofrekvenční výkon, aby byly v souladu s moderními vysokofrekvenčními stejnosměrnými měniči.
Nakonec, při trvalém provozu pod vysokou zátěží jsou nezbytné tepelná stabilita a dlouhodobá spolehlivost cívek používaných v prostředí AI serverů.
2. Použití význam cívek ve serverech s umělou inteligencí
Induktory jsou nedílnou součástí více jádrových modulů v AI serverech, kde plní základní funkce, jako je ukládání energie, filtraci, potlačení šumu a regulaci napětí.
2.1 Správa napájení (DC-DC měniče, VR obvody)
Kritické komponenty, jako jsou GPU, CPU a AI akcelerátory, vyžadují vysoce stabilní a efektivní dodávku energie. Vysokovýkonné DC-DC měniče využívají induktorů k udržení stability napětí.
V měničích typu buck se typické hodnoty indukčnosti pohybují v rozmezí 0,1–0,68 μH, pracují při proudech okolo 60 A, s proudy nasycení mezi 60–120 A a v pouzdrech menších než 12 mm. Tyto komponenty zajišťují vyhlazení napěťových výkyvů a spolehlivý provoz serverů.
2.2 Filtrace signálu a potlačení šumu
Činné potlačení vysokofrekvenčního šumu v AC-DC měničích a signálových linkách zajišťují kompenzory pro vyrovnání zároveň působícího šumu (common-mode chokes), feritové kroužky a diferenciální induktory, čímž se zlepšuje integrita signálu a EMI výkon.
3. Kritické faktory pro výběr induktorů
Výběr vhodných cívek je klíčová součástí pro dosažení optimální účinnosti, tepelného výkonu a spolehlivosti v návrzích napájení AI serverů.
3.1 Hodnota indukčnosti
Určuje kapacitu ukládání energie a potlačení vlnivého proudu. Nižší indukčnost (často pod 1 μH) je typická pro konvertory POL (Point-of-Load) s vysokým proudem a vysokou frekvencí.
3.2 Proud nasycení
Cívky musí při vysokých zátěžových proudech GPU/CPU zabránit nasycení jádra. Materiály s vysokou hustotou magnetického toku nasycení a tepelnou stabilitou (např. ferit nebo slitinový prášek) jsou nezbytné.
3.3 Ohmický odpor stejnosměrného proudu (DCR)
Nízká hodnota DCR snižuje výkonové ztráty, což je kritické pro energeticky účinný provoz. Lité cívky často nabízejí nejlepší rovnováhu mezi nízkou hodnotou DCR a vysokou výkonovou hustotou.
3.4 Operační frekvence
Měniče stejnosměrného napětí s vysokou frekvencí vyžadují cívky s nízkými jádrovými ztrátami a optimalizovanými vinutími, aby byla udržována účinnost za podmínek rychlého spínání.
4. Doporučené typy cívek pro AI servery
4.1 Výkonné výkonové cívky
Navržené pro přenos výkonu na procesory/grafické karty, tyto cívky poskytují vysokou nasycovací proudovou hodnotu, nízké tepelné ztráty a stabilní výkon při trvalém vysokém zatížení.
4.2 Odlévané cívky
Uzavřená konstrukce snižuje elektromagnetické rušení, zvyšuje spolehlivost, nabízí vysokou výkonovou hustotu a vynikající potlačení šumu.
4.3 TLVR cívky
Převodníkové napěťové regulátory zlepšují přechodovou odezvu, snižují výstupní kapacitu a zvyšují účinnost v nízkonapěťových, vysokoproudových aplikacích.
5. Možnosti pro příští generaci AI serverů pomocí pokročilých magnetických komponent
Cívky hrají základní roli v integrity napájení a kvalitě signálu AI serverů. S rostoucími nároky na výkonovou hustotu a účinnost jsou vysokovýkonné magnetické komponenty nezbytné.
Jako přední poskytovatel magnetických řešení, Codaca nabízí širokou škálu řad cívek přizpůsobených pro AI servery, včetně:
◾ Řada TCAB : potlačovací tlumivky pro napájecí zdroje AC-DC;
◾ CSBA /Řada CSBX : kompaktní tlumivky s vysokou nasyceností a vysokým proudem;
◾ CSAB /CSEB /CSEC /CSHB /CSHN řada: nízkoztrátové formované tlumivky;
◾ CSFED řada: TLVR tlumivky pro rychlou regulaci napětí.
Pochoopením klíčových parametrů tlumivek a vhodných aplikačních strategií mohou inženýři výrazně zlepšit výkon a energetickou účinnost systémů řízených umělou inteligencí.
EN