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La rapida evoluzione dell'intelligenza artificiale (AI) sta alimentando una crescita esponenziale del mercato dei server AI. Come riportato da IDC e dall'Assessment sullo sviluppo della potenza di calcolo AI in Cina del 2025 di Inspur Information, il mercato globale dei server AI ha raggiunto i 125,1 miliardi di dollari nel 2024 e si prevede che crescerà fino a 158,7 miliardi di dollari entro il 2025.
1. Requisiti chiave degli induttori nei server AI
I server AI richiedono prestazioni, densità di potenza ed efficienza energetica significativamente superiori rispetto ai server convenzionali, influenzando direttamente le specifiche degli induttori.
In primo luogo, i server AI utilizzano GPU ad alte prestazioni o specifici acceleratori AI che operano in condizioni di corrente elevata, richiedendo induttori con elevata corrente di saturazione. Una corrente di saturazione insufficiente può causare surriscaldamento, malfunzionamento o danni permanenti, compromettendo l'integrità del sistema.
In secondo luogo, per massimizzare la potenza nello spazio limitato dei data center, i server AI richiedono induttori con fattori di forma compatti e bassa resistenza in corrente continua (DCR) per ridurre le perdite di calore e migliorare l'efficienza.
In terzo luogo, l'efficienza nella conversione dell'energia è essenziale per ridurre i costi energetici operativi. Gli induttori devono quindi presentare prestazioni eccellenti ad alta frequenza, per essere compatibili con i moderni convertitori DC-DC ad alta frequenza.
Infine, durante operazioni prolungate con carichi elevati, la stabilità termica e l'affidabilità a lungo termine sono requisiti indispensabili per gli induttori utilizzati negli ambienti server AI.
2. Applicazioni di Induttori nei Server AI
Gli induttori sono elementi fondamentali in diversi moduli principali all'interno dei server AI, svolgendo funzioni essenziali tra cui accumulo di energia, filtraggio, soppressione del rumore e regolazione della tensione.
2.1 Gestione dell'energia (Convertitori DC-DC, Circuiti VR)
Componenti critici come GPU, CPU e acceleratori per l'intelligenza artificiale richiedono una fornitura di energia estremamente stabile ed efficiente. I convertitori DC-DC ad alte prestazioni utilizzano induttori per mantenere la stabilità della tensione.
Nei convertitori buck, i valori tipici di induttanza variano da 0,1 a 0,68 μH, operando con correnti intorno ai 60A, con correnti di saturazione comprese tra 60 e 120A, e dimensioni del package inferiori a 12mm. Questi componenti riducono le fluttuazioni di tensione e garantiscono un funzionamento affidabile del server.
2.2 Filtraggio dei segnali e soppressione del rumore
I choke per modo comune, le perline in ferrite e gli induttori differenziali sopprimono il rumore ad alta frequenza nelle linee di conversione AC-DC e nei segnali, migliorando l'integrità del segnale e le prestazioni EMI.
3. Fattori critici per la selezione degli induttori
La selezione di induttori adeguati è fondamentale per ottenere un'efficienza ottimale, prestazioni termiche e affidabilità nei progetti di alimentazione per server AI.
3.1 Valore dell'induttanza
Determina la capacità di accumulo di energia e la soppressione della corrente di ripple. Un'induttanza ridotta (spesso inferiore a 1μH) è tipica nei convertitori POL (Point-of-Load) ad alta corrente e alta frequenza.
3.2 Corrente di saturazione
Gli induttori devono evitare la saturazione del nucleo sotto elevate correnti di carico di GPU/CPU. Materiali con elevata densità di flusso di saturazione e stabilità termica (ad esempio, ferrite o polveri di lega) sono essenziali.
3.3 Resistenza in corrente continua (DCR)
Una bassa DCR riduce le perdite per conduzione, essenziale per un'operazione energeticamente efficiente. Gli induttori stampati offrono spesso il miglior equilibrio tra bassa DCR e alta densità di potenza.
3.4 Frequenza di funzionamento
I convertitori DC-DC ad alta frequenza richiedono induttori con basse perdite nel nucleo e tecniche di avvolgimento ottimizzate per mantenere l'efficienza in condizioni di commutazione rapida.
4. Tipi di induttori consigliati per server AI
4.1 Induttori di Potenza ad Alta Corrente
Progettati per l'erogazione di energia a CPU/GPU, questi componenti offrono una corrente di saturazione elevata, un ridotto aumento termico e una prestazione stabile sotto carichi continui elevati.
4.2 Induttori Stampati
La costruzione incapsulata riduce l'EMI e migliora l'affidabilità, garantendo un'elevata densità di potenza e un'ottima soppressione del rumore.
4.3 Induttori TLVR
I regolatori di tensione con induttore transitorio migliorano la risposta ai transitori, riducono la capacità di uscita e aumentano l'efficienza in applicazioni a bassa tensione e alta corrente.
5. Abilitare la Prossima Generazione di Server AI con Componenti Magnetiche Avanzate
Gli induttori svolgono un ruolo fondamentale nell'integrità della potenza e nella qualità del segnale dei server AI. Con l'aumentare delle esigenze in termini di densità di potenza ed efficienza, i componenti magnetici ad alte prestazioni sono essenziali.
Come principale fornitore di soluzioni magnetiche, Codaca offre un'ampia gamma di serie di induttori studiati per i server AI, tra cui:
◾ Serie TCAB : induttori comuni per alimentatori AC-DC;
◾ CSBA /Serie CSBX : induttori compatti, ad alta saturazione e ad alta corrente;
◾ CSAB /CSEB /CSEC /CSHB /CSHN serie: induttori stampati a bassa perdita;
◾ CSFED serie: induttori TLVR per regolazione della tensione a risposta rapida.
Comprendendo i parametri chiave degli induttori e le opportune strategie di applicazione, gli ingegneri possono migliorare significativamente le prestazioni e l'efficienza energetica dei sistemi basati sull'intelligenza artificiale.