Napájíte systémy AI? 12 kW by mohlo stačit

Umělá inteligence je obrovské téma, skloňované jak pro nesporné výhody, tak i všudypřítomná rizika. Propírá se také uhlíková stopa, kterou za sebou algoritmy zanechávají. Vždyť ještě nedávno, populárně vzato, mělo vytvoření jednoho obrázku spotřebovat prakticky stejné množství elektřiny, které by průměrnému telefonu vystačilo na celý den.

Obavy z dalšího směřování techniky za vás firma Infineon zřejmě nerozlouskne. Pokud ale stojíte v „centru“ dění, a řešíte, jak u serverů či samotných datových center na straně hardwaru efektivně nakládat s dostupnou energií, nabídne ráda pomocnou ruku. Místo emocí se tak budou pro změnu budit spíše výkonové tranzistory. A to hned několika různých typů, tedy s hybridním zastoupením spínacích struktur. Protože každý jednotlivý watt se počítá.

Zmíněný výrobce před několika dny představil referenční návrh svého číslicově řízeného zdroje PSU (Power Supply Unit), jehož součástí je také obousměrný vyrovnávací obvod (energetický buffer), o výkonu dvanácti kilowattů. Slibuje špičkovou účinnost přes 97,5 % (u dílčích stupňů ještě více), hustotu výkonu až 113 wattů na krychlový palec nebo zastoupení všech důležitých polovodičových materiálů, tzn. křemíku, karbidu křemíku (SiC), ale také nitridu galia (GaN). Plný potenciál jednofázového zdroje s moderními topologiemi pro konverzi napájení, a to jak u front – endového stupně AC/DC s korekcí účiníku PFC (totem-pole), tak též izolovaného rezonančního měniče DC/DC se dvěma planárními HF transformátory (LLC, plný můstek), proto v prvé řadě odemykáme se spínacími prvky typu CoolMOS™, CoolSiC™ či CoolGaN™. Klesnout by měl také počet kondenzátorů, které obecně zvyšují rozměry napájecího systému a vedou k jeho kratší životnosti.

S ohledem na tradiční 19palcové stojany v serverovnách dosahují celkové rozměry výsledného zdroje 40 x 68 x 640 mm (REF_12KW_HFHD_PSU). Řešení však nebude jediné. A podle všeho ani poslední. Jak plyne z přiložené grafiky, výrobce začíná již na třech kilowattech, postupně doplňuje nitrid galia, zvedá hustotu výkonu a výhledově, po překročení 12 kW, hodlá nabízet i tři fáze. Má tedy kam růst.

V souvislosti se spínanými zdroji SMPS, a poplatně systémům AI, firma Infineon pro vývojáře dále přichystala interaktivní blokový diagram a hodit se může i záznam jarního webináře s názvem „Optimizing AI power supply units“. Vedle současných trendů klade důraz právě na zdroje nové generace s hybridní architekturou. Tradiční křemík, nitrid galia, ale ani karbid křemíku se již nemusí proti sobě vymezovat. Slušet jim to bude i na jedné desce.

Připraveno s využitím zprávy Infineon releases 12 kW high-density power supply unit (PSU) reference design for AI data centers and servers.

robenek@dps-az.cz