EN
Тез шилтемелер
Sun’iy intellekt иштөө жүктөрүнүн чуркун өсүшү сервердеги күчтүүлүк системаларынын долбоорлоо талаптарын негизинен өзгөрттү. GPU, CPU жана арналган AI ускорительлер (xPU) бир пакетке бардык транзисторлорду орнотуп, бул куралдарга берилген борттук күчтүүлүк розеткасына токтун жүздөгөн жана миңдеген ватттарга чейин көтөрүлдү. Бул өзгөрүшкө жооп берүү үчүн процессорлорго күчтүүлүк берген кернеу регулятор модулдары (VRM) жана жүктүн ордуна (PoL) конвертерлер сервердеги тарыхта ээлеген иштөө токтун тыгыздыгын жана өтүштүк реакциясын жогорулатууга түртүлүп жатат.
Бул күчтүү баскычтардын ар биринин негизинде жалгыз гана көрүнүштө өтө жөнөкөй компонент жатат: күчтүү индуктивдүүлүк. Бул индуктивдүүлүк — тауарлык бөлүк эмес, ал AI серверлеринин күчтүү архитектурасында негизги иштеп чыгаруучу элементтердин бири болуп калды; эгер ал туура тандалбаса, анда ал негизги тоскоолдуктардын бири болуп калат. Бул макала AI серверлеринин күчтүү берилүшүнүн кандай өзгөрүп жатканын, бул өзгөрүш индуктивдүүлүктөрдөн кандай талаптарды коюшун, инженерлердин тандашында эң маанилүү параметрлерди кандай баалоосун жана CODACA компаниясынын CSBA жана CSHN серияларындагы максаттуу иштелип чыгарылган индуктивдүүлүктөрдүн бул талаптарды практикада кандай орнотуп жатканын карап чыгат.
Традициондук серверлердин күчтүү системалары төрт параллельдүү тенденцияга негизделген архитектураларга жерин тапшырып жатат:
◾Жогорку кернешили DC таратуу. Кийинки муундагы көпчүлүк AI серверлеринин стойкалары 12 В таратуусунун ордуна 48 В DC шиналарына өтүп жатат, бул күчтүү платаларга түшүрүлгөнгө чейин артка тараптагы I²R чыгымдарын азайтат.
◾Тармагында жайгашкан жүктөмдүн күчтүү түрлөнүшү. Бир гана борбордук конвертердин ордуна, күч токтун тегиздиги азыркы учурда ар бир процессорго жакын, бир нече PoL деңгээлдери аркылуу реттелет, алардын ар бири өзүнүн индукторлордун банкасы менен камсыз кылынат.
◾Сандык башкаруу. Тез кайтаруу циклдери бар сандык PWM контроллерлору конвертерлерди GPU иштөөлөрүнүн өзгөрүштөрүнө өтө тез жооп берүүгө мүмкүндүк берет.
◾Акылдуу күч токтун башкаруусу. Телеметрияга негизделген күч токтун деңгээлдери фазалардын санын жана кайчылаштыруу ыкмасын чыныгы убакытта жүрүп жаткан жүктөм шарттарына ылайык динамикалык түрдө өзгөртөт.
Ар бир структуралык өзгөрүш индукторлор үчүн жаңы өнүмдүүлүк талаптарын түзөт, бул индукторлорду тандау AI серверлеринде күч токтун берилүүсүнө баштапкы дизайн чечими катары, айрыкча кийинки ойлонуу эмес, карашыларды талап кылат. Неге индукторлор AI серверлеринде күч токтун берилүүсүндө маанилүү?
Күч индукторлору чип-тамактандыруу тизмегинин алгы бөлүгүндө жайгашат жана акыркысында AI эсептөөлөрүн аткаруучу кремнийге туруктуу, төмөн көлөмдүү ток берет. Алар AI серверлеринде күч токтун жолунда бир нече функцияны бир убакта аткарат:
◾ Энергияны сактоо жана чыңалууну жөнгө салуу gPU, CPU жана акселератор карталарын камсыз кылуучу бак, көп фазалуу жана TLVR конвертер топологияларында.
◾ Толкунуу тегиздөө быстрый переключения DC-DC стадиялары таза, туруктуу чыгыш тогу берип, сезгич цифровой логиканы тургандаштырбашы мүмкүн болгон көп толкундуу сигналдын ордуна.
◾ Сигналды фильтрлөө жана чыңгылды басуу , мында ортак режимдеги чокулар жана дифференциалдык режимдеги индуктивдүүлүктөр конденсаторлор менен бирге иштеп, баштапкы AC-DC стадиясынан жогорку жыштыктагы толкундуу компоненттерди алып таштайт жана жогорку ылдамдыктагы сигналдын бүтүндүгүн коргойт.
Себеби индуктивдүүлүктөр AI серверинин баардык энергия өзгөртүү стадияларында – рейк деңгээлиндеги AC-DC алдыңкы бөлүгүнөн процессордун 1 Вдан төмөн негизги рельсина чейин – кездешет, алардын электр жана термалык сапаттары жалпы системанын эффективностусуна, туруктуулугуна жана надеждүүлүгүнө чоң таасир этет.
Конвенциялык серверлерде колдонулган индуктивдүүлүктөрдөн салыштырганда, AI серверлеринде колдонулган индуктивдүүлүктөр талап кылынган талаптардын тийиштүүлүгү жана байланышуусу жогорураак.
2.1 Жогорку ток иштешү үчүн төмөн DC каршылык (DCR). Zamanawi AI tezdetiricilerinin toku keskin oshup ketti, al emelekterler bu toktu minimal karsylyk kayby менен tashyshy керек. Жогорку DCR токтун I²R жылытуусуна туураланат; эгер бул жылытуу тиешелүүлүк менен башкарылбаса, магниттик материал өзгөрөт же индуктор толугу менен иштебей калат, бул электр тармагынын туруктуулугун коркунучка учуратат. Ошондуктан, төмөн DCR конструкциясын негизги долбоорлоо параметри катары карашат, ал чыгарылышы мүмкүн болгон кошумча мүмкүнчүлүк эмес.
2.2 Төмөн орточо жылытуу менен жогорку жыштыкта иштөө. AI серверлеринин электр камсыздоосу көбүнчө 99% га жакын конверсиялык эффективдүүлүк менен белгиленет. Кичине аянтта көбүрөөк электр энергиясын өткөрүү үчүн переключениялык жыштыктарды көтөрүү менен орточо жана орамдын жылытуусу бирге көтөрүлөт, эгер магниттик материал жана орамдын геометриясы жогорку жыштыкта иштөөгө ыңгайлаштырылбаса.
2.3 Натыйжалуулукту төмөндөтпөй миниатюризация. AI серверинде тактап турган жер чоңдугу аз, ал эми күчтүү баскычтар процессорго мүмкүн болушунча жакын жайгаштырылышы керек, антпен паразиттик индуктивдүүлүктү минималдуу деңгээлге келтирүү үчүн. Бул индуктордун дизайнчыларын жогорку тыгыздыктагы магниттик материалдарга жана бир бөлүктүү калыпка келтирилген конструкцияга түртөт, бул конструкция жайгашуу аянтын жана бийиктигин кичирейт, бирок токтун өткөрүүсүн сактап калат — бул жогорку тыгыздыктагы беттүү орнотуу үчүн маанилүү фактор.
◾ Туруктуу жогорку иштешүү сенариси. AI серверлери негизинен дүйнө жүзүндө бүткүл күн бою жогорку пайдалануу деңгээлинде иштейт. Бул шартта индукторлор узак мөөнөттүү иштешүнүн бардык убакытында термалдык жана электрлүүк таасирге тура келүүнүн шартында электрлүүк параметрлерин туруктуу сактап калышы керек.
◾ Күчтүү ЭМИ басуу. Магниттик экранированная структура магниттүү акынды компоненттин өзүнө гана чектейт, бул радиациялык чачыранууну азайтат жана чөйрөдөгү системаны электромагниттик совместимостун талаптарына ылайык кылат — бул тактадагы күчтүүлүк тыгыздыгынын өсүшү менен бирге бардык кезде маанилүүрөөк мааниге ээ болуп жатат.
AI серверлор жана жогорку өнүмдүүлүктөгү эсептөө тақталары үчүн кандидат индукторлорду тарта түзүүдө инженерлер адатта үч негизги электр параметрлерине — толуу ток, DCR жана температуранын көтөрүлүшү менен чыдамдуулук тогу — таянып, башка сенарлык жана чөйрөлүк таасир критерийлеринин кеңири жыйындысын колдонушат.
GPU иштетүүлөрү тез жүк өзгөрүштөрү менен белгилүү; жүк өзгөрүшү убактысында токтун өзгөрүшү (di/dt) 100 А/мкс чоңдугунда болушу мүмкүн. Эгерде индуктордун ортосу мындай өзгөрүштө толуп калса, индуктивдүүлүк күчтүү түрдө төмөндөйт жана конвертердин башкаруу цикли регуляциясын жоготуп, системанын туруктуулугун тээдүүлөйт. Бул AI серверлордун энергиялык этаптары үчүн толуу токтун баштапкы чыдамдуулугу — токтун туруктуу жагдыйдагы чыдамдуулугунан гана эмес — тандалган критерий катары маанилүү.
DCR — бул мунайлык жоогу жана, ошондой эле жалпы преобразовательдын эффективдүүлүгүнүн негизги себеби. Бул эффективдүүлүк менен туурасынан байланышканы үчүн инженерлер көбүнчө түз-сымдуу орамды колдонгон индуктивдүүлүктөрдү, оңой сымдуу орамды колдонгон традициялык конструкцияларга караганда, артыкчылыкка коюшат; түз-сымдуу дизайндар бирдей жерге орнашуу үчүн оңой сымдуу аналогдорго караганда DCR-ди 30%дан ашык төмөндөтөт, бул туурасынан күчтүн жоготулушун төмөндөтөт жана температураны төмөндөтөт.
AI серверлери көбүнчө 24/7 жогорку жүктөмдө иштейт, ошондуктан термалдык чеги мүмкүнчүлүк эмес, анын болушу шарт. Индуктивдүүлүктүн тандоосу индуктивдүүлүктүн рейтингдеги температуранын көтөрүлүшү боюнча тогу тизмектин максималдуу үзгүлтүсүз иштөө тогунан жогору болушу керек, ал эми эң жаман сырткы температура жана абанын агышы шарттарында да жетиштүү дизайн чеги сакталышы керек.
AI-serverlerde VRM переключения жыштыгы традициялык дизайндарда 300 кГц чамасында болгондон, 1–3 МГц диапазонуна жана андан ары жогору көтөрүлдү. Бул түзээсінен керектүү индуктивдүүлүк мааниси — ошондой эле индуктордун физикалык чоңдугу — көп төмөндөйт. Бирок, AI-serverлерге мүнөздүү болгон чоң ток, жогорку кубаттун тыгыздыгы бар шартта жогорку переключения жыштыгы ток орамынын AC-чыгымын жана ордонун чыгымын да жогорулатат, ошондуктан жогорку жыштыктын артыкчылыгын жогорку жыштыкта төмөн чыгымды көрсөтүү үчүн арнайы иштелип чыгарылган магниттик материал менен жупташтыруу керек.
Бул төрт негизги параметрден тыш, инженерлер магниттик коргоо структурасын, узак мүөнөттүү надеждуулук маалыматын жана чектелген аянтта иштей турган кубаттын тыгыздыгын толук баалоо ичинде карашат. Практикада, туура индуктор — ар бир AI-serverдин кубат линиясынын белгилүү жүктүн профилине, ток чоңдугуна, переключения жыштыгына жана термалдык шартка дал келген, ошол комбинация үчүн иштелип чыгарылган продукт.
AI серверлорунун күчтүк тизмегинин ар башка этаптары өзгөчө индуктордун конструкциялык технологияларын талап кылат:
◾ Жогорку токтуу электр индукторлору gPU, CPU жана акселератор-карталардын күчтүк берүүсүнүн негизги компоненттери болуп саналат; алар күчтүү насычык-токтун өнөрүн, температуранын аз гана көтөрүлүшү менен туруктуу жогорку токтун өтүшүн, жогорку жыштыктагы жоготууларга карата ыңгайлуу сапаттарды жана феррит же металл алкыштун тозолбогон магниттик материалдарын приоритеттейт.
◾ Формалоочу күч чоктору магниттик тозоңду колдонуп, катыштыруу-калыптоо ыкмасы аркылуу орамды жана өзөгүн толугу менен бириктирип, магниттик агымдын чачырануусун азайтат жана насычык-токтун өнөрүн жакшырат. Бул конструкция адатта конвенционалдуу орамды индукторлорго караганда жогорку күчтүк тыгыздык жана күчтүү ЭМИ басуу көрсөткүчтөрүн берет; ошондуктан ал плата аянты чектелген жогорку күчтүк DC-DC преобразоватторлору жана CPU/GPU күчтүк рельстерине ыңгайлуу.
◾ TLVR (Trans-Inductor Voltage Regulator) индукторлору aI акселераторлар үчүн төмөн кернештүү, жогорку токтун, тез өзгөрүштүү шиналар үчүн TLVR долбоорлору өтүштүк реакцияны жакшыртат, чыгыштагы толкунду төмөндөт жана талап кылынган чыгыштагы сыйымдуулукту төмөндөт — бул системалык деңгээлдеги баа жана мейкиндик үчүн маанилүү үнэмдүүлүк.
CODACA индуктивдүүлүк портфолиосун жогоруда айтылган талаптарга негиздеп түзгөн: өзүнчө магниттик кушулма тозо материалдарын жана ичке токтун, жогорку токтун, жогорку толукталуунун, жогорку жыштыктагы төмөн чыгымдын жана кичинекей мейкиндикти талап кылган AI серверлери жана башка акылдуу эсептөө түзүлүштөрү үчүн калыпталган, бир бөлүктүү өндүрүш ыкмаларын иштеп чыккан. Эки серия AI энергия шиналары үчүн бул долбоорлоо принциplerинин чын компоненттерге кандай түрдө которулганын көрсөтөт.
Же CSBA сериясы cODACA компаниясынын өзүнчө иштеп чыгарган кушма тозумдун магниттик ортого негизделген, жана плата аянты жана жогорку жыштыкта эффективдүүлүк иштөөгө талаптары жогорку деңгээлде болгон талаптарга жооп берет:
Же CSBA сериясы Эркин кушма тозумдун ортосу – төмөнкү орточо жоготуулар менен, өтүштүү жүктөмдө туруктуу иштөө үчүн жумшак толуктандыруу ток өзгөрүшү, жогорку жыштыкта төмөнкү жоготуулар, GaN-негиздүү энергиялык чечимдерге ылайык. Төмөнкү орточо жоготуулар жана күчтүү жогорку жыштыкта иштөө өзгөчөлүктөрү CSBA сериясын DC-DC преобразоватторлору жана AI серверлеринин VRM баскычтарында жогорку жыштыкта иштөөгө ылайык, анын ичинде GaN-негиздүү энергиялык дизайндарына да ылайык кылат.
5.2 CSHN сериясы Калыптандыруу күчүнүн кысылышы aI акселераторлору үчүн
Же CSHN сериясы aI процессорлорунун чиптерине жакын жайгашкан өтө төмөнкү кернею, жогорку токтун рельстери үчүн молдинг күчтүү чоку. CSHN сериясы Индуктивдуктун диапазону 56–82 нГн, өкүлдүү бөлүктөрдө жакында 0.19 мОм чейин төмөн. Анын өтө төмөн индуктивдук мааниси, абдан төмөн DCR жана компакттуу калыпталган корпусунда жогорку токтун өтүшүн камсыз кылуу мүмкүнчүлүгү CSHN сериясын AI чиптердин күч модулдарынын миниатюризациясы жана жогорку тыгыздыктагы орнотулушу талаптарына туура келтирет, ал эми анын кеңейтилген иштөө температурасы интеллектуалдуу эсептөө техникасынын тургузулушунда кездешүүчү узак мөөнөттүү термалдык жүктөмдүн сакталышын камсыз кылат.
5.3 Индуктордун тандоосун колдонууга ылайыкташтыруу
AI серверлеринин күч шинкаларын долбоорлоочу инженерлер үчүн практикалык чыгарылыш: индуктордун тандоосу жалпы "жогорку токтун индуктору" издөөсүнөн эмес, белгилүү шинканын электр жана термалдык профилинен башталышы керек:
◾Көлөмү татаал чектелген, бирок ток жана жыштык талаптары сакталган шасси же плата жайгашууларында жогорку токтун компакттуу семьясы, мисалы, CSBA сериясы мыкты кандидат болуп саналат.
◾Искусствене интеллект чиптерин турандагы ультра-төмөн кернештүү, төмөн индуктивдүүлүктүү, чоң токтун рельстеринде — жайгашуу аянтын жана DCR'ни минималдаштыруу эң маанилүү болгондо — молдингделген чип индуктору, мисалы, CSHN сериясы талаптарга жакшыраак ылайык келет.
◾Көп фазалуу, тез өзгөрүштүү GPU негизинин рельстеринде TLVR-негиздеги индуктор транзиенттүү жооп берүүдө жана чыгыш конденсаторлорунун санында системалык артыкчылыктарды сунуштай алат, аларды конвенциялык бир орамдуу индуктор көрсөтө албайт.
Искусствене интеллект серверлеринин энергия таратуу системасы жогорку кернештүү таратууга, тармагындагы жүктөмдүн түйүнүндөгү түрмөнгө өтүшкө жана миллион герцтеги көп таймда переключениеге — бардык булар да үзгүлтсүз, жогорку пайдалануу шарттарында — чечилди. Бул үчөө бирге индукторлорго төмөн DCR, жогорку токтун толуруу чеги, төмөн жогорку жыштыктык чыгымдар, компакттуу өлчөм, күчтүү ЭМИ экранирование жана узак мөөнөттүү надеждүүлүк талаптарын коюйт.
Ар бир электр энергиясын таратуучу линия үчүн туура индуктивдүүлүк тобун жана анын ичинен туура модельдүү тандоо анча гына БОМ чечими эмес, балким, ИИ серверлеринин электр энергиясын өзгөртүүнүн эффективдүүлүгүн жана бүтүндөй системанын туруктуулугун жакшыртуу үчүн маанилүү курал болуп саналат. CODACA компаниясынын CSBA жана CSHN сериялары сыяктуу максаттуу иштелип чыгарылган продукттардын линиялары — жана алардын өкүлдүгүн көрсөткөн жогорку токтун, формалаштырылган жана TLVR индуктивдүүлүктөрүнүн технологиялары — ИИ эсептөөнүн масштабы үзгүлтүз кеңейип жатканда магниттик компоненттерди чыгаруучу компаниялардын бул талаптарга кандай жооп бергенин көрсөтөт.
Толук электр техникалык спецификациялар, өлчөмдүү сызмалар жана үлгүлөр талап кылуу үчүн барыңыз CODACA компаниясынын расмий веб-сайтына ：https://www.codaca.com.cn/.