EN
Тез сілтемелер
Қазіргі уақытта жасанды интеллект қолданбаларының үдеуі қуатты пайдаланудың едәгей дәрежеде өсуіне әкеп соқты, бұл тікелей дерек орталықтарының қуатына деген сұранысты арттырды. Халықаралық Энергетикалық Агенттіктің 2023 жылғы мәліметтері бойынша глобалды дерек орталықтарының энергия тұтынуы әлемдегі электр энергиясының 3%-нан астамын құрайды, ал жеке A100 GPU серверінің ең жоғары қуат тұтынуы 10 кВт-тан асып түседі. Дерек орталықтарының қуатын пайдаланудағы үлкен өсу қуат қорымен қамтамасыз етудің сапасы мен көлеміне жаңа шарттар қойып отыр. Дерек орталықтарының қуат тізбектеріндегі маңызды компоненттердің бірі ретінде индукторларды таңдау дерек орталықтарының қуат жүйелерінің түрлендіру тиімділігі мен жұмыс істеуінің тұрақтылығы мен сенімділігі үшін маңызды.
1- Дерек орталықтарының қуат қоры категориялары мен даму бағыттары
Дерек орнының қуаты негізінен серверлердің қуат көздерін, үзіліссіз қуаттама жүйелерін (UPS), жоғары кернеулі тұрақты ток қуат көздерін, таратылған қуат көздері/модульді қуат көздерін және т.б. қамтиды.
1.1 Сервердің қуат көзі
ЖИ серверлерінде GPU, CPU және ЖИ үдеткіш чиптері қуаттаманың тұрақтылығы мен пайдалы әсер коэффициентіне өте жоғары талаптар қояды. Серверлер тұрақты кернеу шығысын қамтамасыз ету үшін әдетте тиімді DC-DC түрлендіргіштерді қолданады, ал индуктивтік орамалар DC-DC түрлендіргіштердегі болмағаны керек компоненттер болып табылады.
Сервердің қуат бюджеті көлемі тұрақты болып қалған кезде өсуімен қуат тығыздығына қойылатын талаптар одан әрі қатаңдай түседі. Жаңаша әзірленген сервердің қуат қорлары (PSU) шамамен 100 Вт/дюйм³ дейін артты. Болашақта серверлердің қуаты есептеу қуатына деген өсетін сұранысты қанағаттандыру үшін жоғары қуат тығыздығына, жоғары түрлендіру тиімділігіне және ақылды басқаруға қарай дамиды. Топология мен компоненттер технологиясының дамуы арқылы түрлендіргіштің тиімділігін арттыру — жоғары қуат тығыздығын қамтамасыз етудің шешімі болып табылады.
1.2 UPS қуат көзі
UPS үздіксіз қуаттама жүйелері дерек орталықтары үшін үздіксіз электрмен жабдықтауды қамтамасыз етуде маңызды рөл атқарады. Қалалық желіде электр қуатының кесілуі немесе кернеудің тербелуі болған кезде UPS дереу аккумуляторлық қуат режиміне ауысады (үзіліссіз қуаттама), дерек орталығындағы маңызды жабдықтардың (мысалы, серверлер, сақтау құрылғылары, желілік жабдықтар және т.б.) жұмысына әсер етпейтіндей етіп қамтамасыз етеді.
1.3 Жоғары кернеулі тұрақты ток қуат көзі
Жоғары кернеулі тұрақты ток (HVDC) қоректендіру жүйелері дерек орталықтары сияқты қолданыстарда маңызды энергия үнемдеу мүмкіндігін ұсынады. HVDC дәстүрлі UPS (үзіліссіз қоректендіру жүйесі) сатысын болдырмау арқасында түрлендіру әсерлілігі 95% -дан аса жетуі мүмкін, бұл дерек орталығының энергия тұтынуын тиімді түрде төмендетеді. Сәйкес деректерге сәйкес, HVDC қоректендірудің әсерлілігі дәстүрлі UPS шешімдерінен 5% жоғары. Сонымен қатар, HVDC инверторды болдырмайтындықтан, оның істемеу уақытының орташа уақыты (MTBF) UPS-пен салыстырғанда 30% жоғары. Дерек орталықтарының энергия әсерлілігіне, шығарындыларды азайтуға және сенімділікке деген талаптары өсе берген сайын, HVDC қоректендіру құрылғыларына деген нарықтық сұраныс өсе береді.
1.4 Модульді/Таратылған DC Қоректендіру
Дерек орталықтарының қуат жүйелеріндегі жоғары сенімділік, икемді масштабталу, энергиялық тиімділіктің оптимизациясы және жұмыс істеу тиімділігі сияқты негізгі қиындықтарды шешу үшін деректер орталығы серверлері модульді жобаланған таратылған қуат жүйелерін қолданады. Модульді қоректендіру блоктары есептеу қуатының сұранысына динамикалық түрде бейімделіп қана қоймай, сонымен қатар резервтелген архитектура арқылы ақауларды бөліп алады және жүйенің сенімділігін арттырады. Сонымен қатар, олар нақты жүктемеге байланысты онлайн режиміндегі модульдердің санын динамикалық түрде реттей отырып, жұмыс істеу тиімділігін арттыра алады.
Дерек орталығының қолданылу схемасы
2- Дерек орталығының қуат жүйелері үшін индуктивтілік талаптары
Деректер орталығының қуат жүйелерінде индуктивтік орамалар маңызды рөл атқаратын негізгі компоненттер болып табылады. Электромагниттік индукция принципін пайдалана отырып, олар токтың тербелістерін болдырмауға, ток шығысын тұрақтандыруға және қуат түрлендіру процестерінде маңызды рөл атқара отырып, қуат жүйесінің энергиялық тиімділігі мен тұрақтылығына әсер етеді. Әртүрлі қуат тізбектері индуктивтік орамаларға әртүрлі талаптар қояды.
Айнымалы ток жүйелерінде индуктивтік орамалар негізінен қуат коэффициентін түзету (PFC) тізбектерінде және ЭМИ сүзгілеуде қолданылады. PFC индуктивтік орамаларының өзекшелері қанығуын болдырмау үшін жоғары жиілікте (ондаған кГц-тен МГц-ке дейін) уақытша токтарға шыдай алуы тиіс. Индуктивтік орамалар метал композит өзекше материалдарын қолданады, бұл материалдар жоғары қанығу тогы, төмен өзекше шығыны және жоғары температуралық тұрақтылық сияқты электрлік сипаттамаларға ие. ЭМИ сүзгілеуге қолданылатын индуктивтік орамалар жоғары жиілікті шу басу қабілетіне ие болуы керек, әрі ортақ режимді индуктивтік орамалар МГц диапазонындағы шуды басуы керек, сонымен қатар сезімтал тізбектерге әсер етуін азайту үшін магниттік құйылымы төмен конструкцияны қолдануы қажет.
Тұрақты ток жүйесі екі сценарийді қамтиды: бірі — ағымдағы ішкі контекстте 240 В кернеуі бар, НИҚТ (жоғары кернеулі тұрақты ток) жүйесі. Екіншісі — 48 В тікелей қоректендіру сияқты, дистанциялық тұрақты ток қорегі. Жоғары кернеулі тұрақты ток үшін индуктивтілік элементтер жоғары жиілікті сипаттамаларға ие болуы керек, олардың импульстік жиілігі МГц деңгейіне жетеді, ал тиімді ТТ-ТТ түрлендіруді қамтамасыз ету үшін төмен шығынды магнит өзектер қолданылады. Индуктивтілік элементтер жоғары кернеуден қорғалу үшін жобалануы керек, жоғары кернеудің бұзылу қаупін болдырмау үшін. Индуктивтілік элементтері үлкен токтарды өткізу қабілетіне ие болуы керек және үздіксіз жоғары токпен жұмыс істеу кезінде температураның төмен көтерілуін сақтауы керек. Сонымен қатар, жоғары жиілікті резонанс мәселелерін азайту үшін индуктивтілік элементтерінің төмен паразиттік сыйымдылығы болуы талап етіледі. Дистанциялық тұрақты ток қорегі үшін индуктивтілік элементтерінің кішкентай өлшемі, жоғары қуаттық тығыздығы және жалпы шығындарды азайту үшін төмен ОКК (токқа қарсы кедергі) болуы талап етіледі.
UPS жүйелеріндегі индуктивтілік орамдар негізінен инвертордың шығысын сүзгілеу және аккумуляторды зарядтау/разрядтау басқару тізбектерінде қолданылады. Инвертордың шығысын сүзгілеу үшін индуктивтілік орамдар компактілі конструкцияны, жоғары қуатты тығыздықты, 100А астам токты шектеулі кеңістікте өткізу қабілетін талап етеді және төмен гармоникалық искаженилар талабын қанағаттандыруы керек. Сүзгілеу әсері ферриттік өзектерді көп қабатты орамды дизайндармен қосу арқылы оптимизациялануы мүмкін. UPS қоректендіру көздеріне қолданылатын индуктивтілік орамдар сонымен қатар импульсті токтарға шыдай алуы керек және аккумулятордың уақытша зарядталуы/разрядталуы кезінде қанығуға қарсы сипаттамалар көрсетуі керек, сондықтан UPS жүйелері үшін жоғары қанығу тогы бар компактілі индуктивтілік орамдар қажет.
Модульді және таратылған қуат жүйелері стандартталған және ыстық ауыстыру (hot-swap) дизайн талаптарын қамтамасыз ету үшін индуктивтік орамаларды талап етеді, индуктивтік орамалардың параметрлері қатаң түрде сәйкес келуі тиіс, тұйық кеңістіктердегі жылу шашыратудың ыңғайына бейімделуі мүмкіндігі болуы керек және жұмыс істеу температуралық диапазоны -40°C~+125°C дейін кеңейтілуі тиіс. Дәстүрлі жоғары токты индуктивтік орамалар мен біріктірілген индуктивтік орамалардан басқа, TLVR технологиясын қолдану индуктивтік орамалардың өтпелі процесске реакция қабілетін арттырады.
Дерек орталығының қуат архитектурасы мен техникалық сипаттамалары (онлайн деректерге негізделген)
3- Дерек орталығының қуат индуктивтік орамаларына деген сұраныс үрдістері
Дерек орталығы жабдықтарында есептеу қуатының, қуат тығыздығының, жиіліктің және интеграция деңгейінің өсуіне байланысты индуктивтік орамалар келесі даму үрдістерін көрсетуде:
① Жоғары қуат тығыздығы. ЖИ және дерек орталығының есептеуіш құрылғыларының өсуі индуктивтік орамаларға үлкен талап қояды. Индуктивтік орамалар серверлердің қуат көзі жабдығының шектеулі кеңістігінде үлкен қуатты ұстай алуы керек және жоғары температураға төзімділікті арттыруы қажет.
② Жоғары жиілік және төменгі шығындар. Дерек орталықтарының қуат көздері GaN және SiC сияқты кең жол-саңылаулы жартылай өткізгіш құрылғыларды қолдануды одан әрі кеңейтуде. Индуктивтік орамалар осы жоғары жиілікті құрылғыларды қолдауы қажет, сонымен қатар магнитопровод шығындарын азайтып, жүйенің түрлендіру тиімділігін арттыруы керек.
③ Кішірейту және біріктіру. ЖИ дерек орталықтарында серверлер мен ЖИ ускоритель карталары шектеулі кеңістікте барынша көп есептеуіш блоктарды біріктіреді, ол компоненттерді, соның ішінде индуктивтік орамаларды кішірейтуді талап етеді. Бұл өлшемдердің азаюын және қуат тығыздығының өсуін талап етеді.
④ Жоғары сенімділік. Дерек орталығының қуаттандыру жүйелері үздіксіз жұмыс істейді, ал қуаттың болмауы немесе тоқтап қалуы рұқсат етілмейді. Қосарланған конструкциялар мен резервтік қуат көздерін қолданудың өзінде құрамдас бөлшектердің сенімділігі мен температуралық тұрақтылығы өте жоғары болуы керек, таңдалған индуктивтік орамдар да жоғары сенімділікке ие болуы керек.
4-Codaca Индуктивтік орамдар дерек орталығының қуат қорегінің пайдалы әсер коэффициентін арттыруға көмектеседі
Магниттік компоненттер технологиясының саладағы көшбасшы өндірушісі ретінде Codaca индуктивтік орам өнімдерінің шешімдерін тиесінше дайындауға маманданған. Өзі дамытқан индуктивтік орамдары Codaca компаниясы AI серверлерінде, дерек орталықтарының қуат көздерінде және байланыс жабдықтарында кеңінен қолданылады.
Дерек орталығының қуат көздеріндегі электрондық компоненттердің жоғары өнімділік талаптарын қанағаттандыру үшін Codaca жоғары қанығу, жоғары токты индуктивтік орамдар, төмен шығынды, жеңіл, біріктірілген құюлы индуктивтік орамдар, жоғары тығыздықта орнатуға сәйкес келетін беттік монтажды қуат индуктивтік орамдары, төмен индуктивтілікті қуат индуктивтік орамдары мен жоғары жиілікті, жоғары токты индуктивтік орамдарды қоса алғанда, әртүрлі өнім жолдарын өз бетінше әзірледі. Codaca индуктивтік орамдары 350 А-ге дейінгі қанығу тогын, 98%-ға дейінгі қуат түрлендіру тиімділігін және 165°C-ға дейінгі жұмыс температурасын қамтамасыз етеді. Бұл өнімдер AEC-Q200 сертификатына ие және қатаң да күрделі жұмыс ортасында пайдалануға сәйкес келеді.
Кәсіби индуктивтік орамдарды жобалау мүмкіндіктеріне және күшті өндірістік және өнімдерді сынақтан өткізу мүмкіндіктеріне сүйене отырып, Codaca дерек орталығының қуат көздерінің жалпы тиімділігін арттыруға көмектесетін серверлердің қуат көздері, UPS қуат көздері және т.б. үшін төмен шығынды, жоғары тиімділікті және жоғары сенімділікті индуктивтік орамдардың кең спектрін ұсынады.
Дерек орталығының қуаттандыру жүйелері үшін ұсынылатын индуктивтілік моделдері мыналар:
Жоғары токты қуат индуктивтілерінің Codaca сияқты CPEX /CPEA /CSBA /CSBX /CSCF /CSCM /CSCE , қанығу тогының жоғарылығы, тұрақты ток кедергісінің төмендігі, қолданылу жиілігінің кең ауқымы мен жұмыс істеу температурасының кең ауқымы сияқты ерекшеліктері дерек орталығының қуаттандыру жүйелерінің жоғары жұмыс тогына, жоғары жиіліктегі төмен шығынға және жоғары қуаттың тығыздығына қойылатын талаптарды қанағаттандырады.
Молдірленген энергиялық индукторлар сияқты CSAB /CSAG /CSHB /CSEB , құюлы толық экранның құрылымы, күшті ЭМИ-ге қарсы өнімділік, тұрақты ток кедергісінің төмендігі, жоғары ток және өзекшенің төмен шығыны сияқты ерекшеліктері дерек орталығының қуаттандыру жүйелерінде индуктивтілік өлшемінің кішілігіне, жоғары токқа және ЭМИ-ге қарсы өнімділікке қойылатын талаптарды қанағаттандырады.
Беттік орнату қуат индуктивтілері сияқты SPRH /CSUS /CRHSM /SPQ /SPD /SPBL , магниттік экрандау құрылымы, күшті ЭМИ-ге қарсы өнімділік, кіші өлшемі және жоғары тығыздықта орнатуға сәйкес келеді.
Төмен индуктивтілік қуат индуктивтілері CSHN сериясы gPU қуатын қамтамасыз ету үшін арналған. Codaca компаниясы өзі дамытқан CSHN индуктивтік орамасы толығымен экранирленген құрылымға, күшті ЭМИ-ге қарсы төзімділікке және мықты DC басылу қабілетіне ие, ол серверлердің қоректендіру блоктары үшін арнайы әзірленген. Біздің жоғары жиілікті, үлкен токты индуктивтік орамалар сериясы жоғары токты қуат қолданбалары үшін арнайы жасалған, энергияны көп сақтау, өте төменгі DC кедергі және компактілік сипаттамаларына ие, ол VRM және көп фазалық buck реттегіштер үшін сәйкес келеді.
Сонымен қатар, Codaca индуктивтік орамалары дерек орталықтарының коммутаторларында, маршрутизаторларда, сақтау жүйелерінде және бақылау жүйелерінде кеңінен қолданылады, оған үлкен токты индуктивтік орамалар, интегралды индуктивтік орамалар, ортақ режимді/беттік монтажды индуктивтік орамалар және басқалары кіреді, олардың барлығы тұтынушылардың қажеттіліктеріне сәйкес икемді түрде баптауға болады. Толық ақпарат алу үшін, Codaca сатып алу қызметіне хабарласыңыз немесе Codaca веб-сайтын қараңыз.