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AIサーバーにおけるインダクタ: 主な要件、用途、選定基準

2025-08-22

人工知能(AI)技術の急速な進展により、AIサーバー市場は指数関数的な成長を遂げています。IDCおよび曙光情報技術(インスパージェネラル)が発表した『2025年中国AIコンピューティング能力発展評価報告書』によると、2024年のグローバルAIサーバー市場規模は1,251億米ドルに達し、2025年には1,587億米ドルに成長すると予測されています。

Inductors in AI Servers: Key Requirements, Applications, and Selection Criteria

1. AIサーバーにおけるインダクタの主要要件

AIサーバーは従来のサーバーと比較して、性能、電力密度、エネルギー効率においてはるかに高い要求を満たす必要があり、これはインダクタの仕様に直接影響を与えます。

まず、AIサーバーは高電流条件下で動作する高性能GPUまたは専用AIアクセラレータを使用するため、高飽和電流定格を持つインダクタが必要です。飽和電流が不十分だと、過熱や機能障害、あるいは永久的な損傷を引き起こし、システムの完全性が損なわれる可能性があります。

次に、限られたデータセンターの空間内で最大限の電力を活用するために、AIサーバーでは小型のフォームファクタと低い直流抵抗(DCR)を持つインダクタが必要であり、これにより熱損失を最小限に抑え効率を向上させます。

第三に、運用時のエネルギーコストを削減するためには高い電力変換効率が不可欠です。したがってインダクタは、現代の高周波DC-DCコンバータと一致する優れた高周波性能を備えていなければなりません。

最後に、継続的な高負荷運転においては、AIサーバー環境で使用されるインダクタの熱安定性と長期的な信頼性が絶対条件です。

2. 応用 aIサーバーにおけるインダクタの

インダクタはAIサーバー内の複数のコアモジュールにおいて不可欠な役割を果たしており、エネルギーの蓄積、フィルタリング、ノイズ抑制、電圧調整といった重要な機能を担っています。

2.1 電源管理(DC-DCコンバータ、VR回路)

GPU、CPU、AIアクセラレータなどの主要コンポーネントには、非常に安定した高効率の電力供給が必要です。高機能DC-DCコンバータでは、電圧の安定化を維持するためにインダクタを使用しています。
降圧コンバータでは、一般的なインダクタンス値は0.1~0.68 μHの範囲で、約60Aの電流で動作し、飽和電流は60~120Aの間であり、12mm以下のパッケージに収められています。これらのコンポーネントは電圧変動を滑らかにし、サーバー運用の信頼性を確保します。

2.2 信号フィルタリングおよびノイズ抑制

共模チョークコイル、フェライトビーズ、差動インダクタなどにより、AC-DC変換および信号線における高周波ノイズを抑制し、信号の完全性とEMI性能を向上させます。

Applications of Inductors in AI Servers

3. インダクタ選定の重要な要素

AIサーバー電源設計の最適な効率、熱性能、信頼性を実現するためには、適切なインダクタの選定が重要です。

3.1 インダクタンス値

エネルギー蓄積容量およびリップル電流の抑制を決定します。低インダクタンス(多くの場合1μH未満)は、高電流・高周波のPOL(ポイント・オブ・ロード)コンバータで一般的です。

3.2 磁気飽和電流

インダクタはGPU/CPUの高負荷電流下でもコアの磁気飽和を起こしてはいけません。高い飽和磁束密度と熱安定性を持つ素材(例えばフェライトや合金粉末)が不可欠です。

3.3 直流抵抗(DCR)

低いDCRは導通損失を低減し、エネルギー効率の高い運転にとって重要です。一体成型インダクタは、低いDCRと高い電力密度のバランスが取れていることが多いです。

3.4 動作周波数

高周波DC-DCコンバータでは、高速スイッチング条件下でも効率を維持するために、低コア損失と最適化された巻線技術を持つインダクタが必要です。

4. AIサーバー向け推奨インダクタ種類

4.1 大電流電源インダクタ

CPU/GPUへの電力供給向けに設計されており、高飽和電流、低熱上昇、および連続高負荷下での安定した性能を提供します。

4.2 成形インダクタ

封止構造によりEMIを低減し信頼性を向上させ、高電力密度と優れたノイズ抑制性能を実現します。

4.3 TLVRインダクタ

トランスインダクタ電圧レギュレータは、過渡応答性を改善し、出力容量を削減し、低電圧・高電流アプリケーションにおける効率を向上させます。

5. 高性能磁性デバイスによる次世代AIサーバの実現

インダクタはAIサーバの電源整合性および信号品質において基盤的な役割を果たします。電力密度および効率への要求が高まる中、高性能磁性デバイスは不可欠です。

Recommended Inductor Types for AI Servers

世界をリードする磁性ソリューションプロバイダとして、 コダカ aIサーバ向けに最適化された幅広いインダクタシリーズを取り揃えています。次のような製品があります。
TCAB シリーズ : 共通モードチョーク aC-DC電源装置用;
CSBA /CSBX シリーズ : コンパクト、高飽和、高電流インダクタ;
CSAB /CSEB /CSEC /CSHB /CSHN シリーズ: 低損失モールドインダクタ;
CSFED シリーズ: 高速応答電圧調整用TLVRインダクタ。

インダクタの主要パラメータと適切な適用方法を理解することで、エンジニアはAI駆動システムの性能とエネルギー効率を大幅に向上させることができます。