인공지능(AI) 기술의 급속한 발전으로 AI 서버 시장이 급격하게 성장하고 있습니다. IDC와 인스퍼 정보의 2025년 중국 AI 컴퓨팅 파워 발전 평가 보고서에 따르면, 글로벌 AI 서버 시장은 2024년에 1251억 달러에 달했으며 2025년에는 1587억 달러로 성장할 전망입니다.
1. AI 서버에서의 주요 인덕터 요구 사항
AI 서버는 일반 서버에 비해 성능, 전력 밀도, 에너지 효율성 측면에서 훨씬 더 높은 요구 사항을 제시하며, 이는 곧바로 인덕터 사양에 영향을 미칩니다.
첫째, AI 서버는 고전류 조건에서 작동하는 고성능 GPU 또는 전용 AI 가속기를 사용하므로 포화 전류 정격이 높은 인덕터가 필요합니다. 포화 전류가 부족하면 과열, 기능 오작동 또는 영구적인 손상이 발생할 수 있으며, 이는 시스템 무결성에 위협이 됩니다.
둘째, 제한된 데이터 센터 공간 내에서 최대의 전력을 활용하기 위해 AI 서버는 소형 폼 팩터와 낮은 직류 저항(DCR)을 갖춘 인덕터를 필요로 하여 열 손실을 최소화하고 효율을 개선합니다.
셋째, 운영 에너지 비용을 줄이기 위해서는 전력 변환 효율이 높아야 합니다. 따라서 인덕터는 고주파 성능이 뛰어나야 하며 이는 현대 고주파 DC-DC 컨버터와 일치해야 합니다.
마지막으로, 지속적으로 고부하 상태에서 작동할 경우 AI 서버 환경에서 사용하는 인덕터에는 열적 안정성과 장기적인 신뢰성이 필수적입니다.
2. 응용 분야 aI 서버에서 인덕터의 역할
인덕터는 AI 서버 내 여러 핵심 모듈에 필수적인 역할을 하며, 에너지 저장, 필터링, 잡음 억제, 전압 조절 등 중요한 기능을 수행합니다.
2.1 전원 관리 (DC-DC 컨버터, VR 회로)
GPU, CPU, AI 가속기와 같은 핵심 부품들은 매우 안정적이고 효율적인 전력 공급이 필요합니다. 고성능 DC-DC 컨버터는 전압 안정성을 유지하기 위해 인덕터를 사용합니다.
벅 컨버터에서 일반적인 인덕턴스 값은 0.1–0.68 μH 범위이며, 약 60A의 전류에서 작동하고 포화 전류는 60–120A 사이입니다. 패키지 크기는 12mm 이하입니다. 이러한 부품들은 전압 변동을 완화하고 서버의 신뢰성 있는 작동을 보장합니다.
2.2 신호 필터링 및 잡음 억제
공통 모드 초크, 페라이트 비드, 차동 인덕터는 AC-DC 변환 및 신호선에서 고주파 잡음을 억제하여 신호 무결성과 EMI 성능을 개선합니다.
3. 인덕터 선택 시 중요한 요소
AI 서버 전원 설계에서 최적의 효율성, 열 성능, 신뢰성을 달성하기 위해서는 적절한 인덕터 선정이 매우 중요합니다.
3.1 인덕턴스 값
에너지 저장 용량 및 리플 전류 억제 기능을 결정합니다. 고전류, 고주파 POL(Point-of-Load) 컨버터에서는 일반적으로 낮은 인덕턴스(종종 1μH 이하)가 사용됩니다.
3.2 포화 전류
고 GPU/CPU 부하 전류 조건에서 인덕터 코어의 포화 현상을 방지해야 합니다. 높은 포화 자속 밀도와 열 안정성을 갖춘 소재(예: 페라이트 또는 합금 분말)가 필수적입니다.
3.3 직류 저항 (DCR)
낮은 DCR은 전도 손실을 줄여 고효율 운용에 중요합니다. 몰드형 인덕터는 종종 낮은 DCR과 높은 전력 밀도 사이의 균형이 잘 맞습니다.
3.4 작동 주파수
고주파 DC-DC 컨버터는 고속 스위칭 조건에서도 효율성을 유지하기 위해 낮은 코어 손실과 최적화된 권선 기술을 요구하는 인덕터가 필요합니다.
4. AI 서버에 추천되는 인덕터 유형
4.1 고전류 전원 인덕터
CPU/GPU에 전원 공급을 위해 설계된 이 제품은 높은 포화 전류, 낮은 열 상승, 그리고 지속적인 고부하 조건에서도 안정적인 성능을 제공합니다.
4.2 몰드 인덕터
캡슐화된 구조로 EMI(전자기 간섭)를 감소시키고 신뢰성을 향상시켜 높은 전력 밀도와 우수한 잡음 억제 기능을 제공합니다.
4.3 TLVR 인덕터
트랜스 인덕터 전압 조정 장치는 과도 응답성을 개선하고 출력 용량을 줄이며 저전압, 고전류 응용 분야에서 효율을 증가시킵니다.
5. 첨단 자성 소자로 차세대 AI 서버 구현
인덕터는 AI 서버의 전원 무결성과 신호 품질에 핵심적인 역할을 합니다. 전력 밀도 및 효율성에 대한 요구가 증가함에 따라 고성능 자성 소자는 필수적입니다.
주요 자성 솔루션 제공업체로서 Codaca aI 서버용으로 특별히 설계된 다양한 인덕터 시리즈를 제공합니다.
◾ TCAB 시리즈 : 공통 모드 차단 코일 aC-DC 전원 공급 장치용;
◾ CSBA /CSBX 시리즈 : 소형 고포화 고전류 인덕터;
◾ CSAB /CSEB /CSEC /CSHB /CSHN 시리즈: 저손실 몰드 인덕터;
◾ CSFED 시리즈: 고속 응답 전압 조절용 TLVR 인덕터.
핵심 인덕터 파라미터와 적절한 적용 전략을 이해함으로써 엔지니어는 AI 기반 시스템의 성능과 에너지 효율을 크게 향상시킬 수 있습니다.
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