800V HVDC AI データセンター パワーアーキテクチャー: GaN,SiC,SST,グリッド・トゥ・チップ パワー配信

AI インフラストラクチャは、プロセッサの可用性だけによって制約されることはなくなりました。 GPU の電力がデバイスあたり数百ワットから増加し、ラック電力が 100 kW を超えると、コンピューティング ハードウェアの背後にある電気システムがエンジニアリング上の大きな制約になります。

課題は、単により多くの電力を生成することではありません。電力は、非常に低い電圧と非常に高い電流で動作する GPU コアに到達する前に、いくつかの電圧レベルにわたって変換、保護、分配、変換、および調整される必要があります。すべての段階で、損失、熱負荷、機器の体積、保護要件、および潜在的な信頼性に関する懸念が生じます。

このことが、より広範な再考を促しているAI データセンターの電力アーキテクチャ。従来の AC 配電、48V ラック バス、電源シェルフ、およびボードレベルの電力供給が、800V 高電圧直流、ソリッドステート変圧器、ワイドバンドギャップ半導体、および垂直電力供給と並行して評価されています。

その結果、1 つの普遍的な代替アーキテクチャになる可能性は低いです。施設の規模、ラック密度、展開の成熟度、安全要件、既存のインフラストラクチャとの互換性に応じて、さまざまなアプローチが共存する場合があります。

AI データセンターの電力アーキテクチャが変化する理由

GPU の電力増加と 100 kW AI ラック

AI サーバーは、GPU またはその他のアクセラレータと高帯域幅メモリ、ネットワーキング デバイス、ストレージ、および冷却ハードウェアを組み合わせます。単一のアクセラレータは数百ワットを消費する可能性がありますが、AI ラックの総負荷は 100 kW を超える場合があります。

ラックの電力が増加するにつれて、低電圧バスを介してエネルギーを分配することがより困難になります。特定の電力レベルでは、電圧が低下すると電流が増加します。

P=V×私

50V クラスのバスを介して供給される 100 kW の負荷には、1,000V で供給される同じ負荷の約 20 倍の電流が必要です。実際のシステムには、変換損失、電圧許容差、動的な動作条件が含まれますが、この関係は、バスバー、ケーブル、コネクタ、および保護装置が非常に大電流になると拡張が難しくなる理由を示しています。

抵抗損失も電流の二乗に応じて増加します。

P損失​=私²R

配電電圧を上げても、自動的に効率的な電力システムが構築されるわけではありません。ただし、一定量の電力を転送するために必要な電流は減少します。このため、ラックの電力が導体サイズ、機器スペース、冷却能力よりも速く増大するため、電圧アーキテクチャが設計変数としてますます重要になります。

ラックレベルの電源からGW規模の設備まで

ラックの電力密度と総設備容量は関連していますが、別個のエンジニアリング問題です。

高密度ラックは、ローカルのバスバー、コネクタ、コンバータ、冷却システム、および過渡応答性能に負担をかけます。大規模な施設では、公共事業の相互接続、変圧器、開閉装置、バックアップ エネルギー、配電冗長性、および数千のコンピューティング ノードの累積損失も管理する必要があります。

将来の AI 施設は、ギガワット規模の電力需要に向けて移行する可能性がありますが、これは依然として普遍的な条件ではなく、方向性のある発展にとどまります。すべてのデータセンターが同じ設備容量を必要とするわけではなく、すべての高電力サイトが同じ電気アーキテクチャを採用するわけでもありません。

したがって、電源設計はいくつかのレベルで考慮する必要があります。

• ユーティリティおよび施設の入力

• データホールまたは列の分布

• ラックレベルの変換

• サーバーとボードの配布

• パッケージレベルの規制

• 最終的なプロセッサーコアの納品

電力供給がシステムレベルの制約となる理由

コンピューティング密度の増加は、サーバー電源の定格以上の影響を及ぼします。

これにより、導体電流、変換率、保護調整、冷却要件、バックアップ エネルギーの配置、ラック レイアウト、メンテナンス手順、およびコンピューティング機器に使用できる物理スペースが変化します。

高効率の半導体デバイスは、非効率なパワーチェーン全体を補うことはできません。変換段を 1 つ削除すると、システム内の他の場所で、絶縁、高比 DC/DC 変換、障害遮断、またはコンポーネントの認定に対する新たな要件が生じる可能性があります。

したがって、AI データセンターの電力は、コンバータごとではなく、グリッドからチップまで評価する必要があります。

AI データセンターの 800V HVDC とは何ですか?

AI データセンターの 800 V HVDC は、上流の設備変換機器から下流のラックまたはサーバー コンバータに電力を伝送する高電圧直流配電層です。これは高電力分配に必要な電流を削減しますが、GPU、メモリ、またはプロセッサ コアに直接供給される最終電圧ではありません。

グリッドからチップへのパワーチェーンにおける 800V HVDC の位置

800V DC バスは、施設側の変換システムと低電圧のコンピューティング負荷の間に配置されます。その機能は、同じ電力レベルで 48V クラスの配電に伴う極端な電流を必要とせずに、データ ホール、機器列、サイドカー、またはラックに大量の電力を移動させることです。

新興の業界リファレンス アーキテクチャでは、いくつかの可能な実装が示されています。

1 つのパスが AC を中央で 800V DC に変換し、高電圧 DC 電源をコンピューティング ラックに分配します。もう 1 つは、1 つ以上のラックの近くにあるサイドカーを使用して、既存の施設の AC 電源を 800V DC に変換します。後のアーキテクチャでは、中電圧入力、絶縁、およびソリッドステート変圧器を介した高電圧 DC 出力を組み合わせることができます。

これらは代替または過渡的な取り決めであり、1 つの必須のトポロジではありません。

下流側の変換は引き続き必要です。 800V 入力は、ボードレベルおよびパッケージレベルのレギュレータに到達する前に、48V または別の中間電圧に変換されたり、高比コンバータを通じて降圧されたり、複数の段階を経て処理されたりすることがあります。

800V HVDC は何が変わり、何が変わらないのか

配電電圧の増加による主な電気的影響は、同じ伝送電力に対する電流の減少です。これにより、ケーブル、バスバー、コネクタ、配電機器にかかる電流の負担を軽減できます。

ただし、800V HVDC によって以下の必要性がなくなるわけではありません。

• 必要に応じてガルバニック絶縁

• ラックまたはトレイレベルの電力変換

• プロセッサの電圧調整

• バックアップ電源の統合

• 突入およびホットスワップ制御

• 障害の検出と中断

• 熱管理

• 冗長性とメンテナンスの計画

また、800Vが直接アクセルに供給されるわけでもありません。プロセッサ コアには、負荷の近くで厳密に制御された低電圧、高電流の電力が必要です。

従来のAC配電から高電圧DCまで

従来の AC と 800V HVDC 配電

従来の AC から負荷への電力経路

従来のデータセンターでは、AC をラックの近くまたはラック内で DC に変換する前に、施設内に AC を分配するのが一般的です。結果として生じる DC 電力は、48V クラスのラック バス、ボードレベルの中間コンバータ、およびポイントオブロード レギュレータを通過します。

このアーキテクチャは成熟しており、確立された開閉装置、UPS システム、電源、操作手順、およびサービス実践と連携して動作します。ラックの電力が増加し、ラック内でより大きな電流を処理する必要がある場合、その制限はより顕著になります。

800V HVDC 指向のアーキテクチャにより、AC/DC 変換の一部が上流またはコンピューティング ラックの外に移動します。その後、必要な降圧変換が行われる前に、高電圧 DC がコンピューティング機器の近くに分配されます。

高電圧 DC 配電の潜在的な建築上の影響

より高い DC 配電電圧に移行すると、より多くの電力が実際の導体領域を通過できる可能性があります。また、高密度ラックの周囲に必要な大規模な高電流バスバー インフラストラクチャの量も削減される可能性があります。

選択した変換ステージを削除するとシステム効率が向上する可能性がありますが、結果は完全なアーキテクチャによって異なります。有用な評価には次のものが含まれている必要があります。

• 設備改修

• 隔離段階

• 高圧配電

• ラック変換

• 中間バス

• ポイントオブロードレギュレーション

• 補助電源

• 冷却エネルギー

• 保護装置の損失

• 冗長運用パス

• バックアップエネルギーの変換

効率、銅の削減、冷却の節約、または総コストに関する主張は、一貫したシステム境界、負荷プロファイル、および動作条件がなければ一般化できません。

DC 保護、絶縁、障害処理の課題

高電圧 DC には、DC 障害状態、絶縁義務、持続的なアーク エネルギー向けに特別に設計された遮断装置と保護方式が必要です。

したがって、800V システムには、複数の境界を越えて調整された保護が必要です。アーキテクチャに応じて、これには電力室、分電盤、サイドカー、ラック入力、コンピューティング トレイ、コンバータ入力が含まれる場合があります。

保護機能には次のものが含まれる場合があります。

• DC定格ヒューズ

• デバイスの接続を解除する

• サーキットブレーカー

• ソリッドステート保護

• プリチャージ回路

• 突入制御

• 電圧監視

• 隔離監視

• ホットスワップ制御

関連するエンジニアリング参考資料には次のものがあります。IEC 62477-1パワーエレクトロニクスコンバータシステムの安全性とIEC 60947-2サーキットブレーカー用。UL Solutionsのサーキットブレーカー認証サービス高電圧 DC およびソリッドステート ブレーカー技術に関連するカテゴリも含まれます。

これらの参照は、機器カテゴリ、設置境界、管轄区域、および最終的なシステム設計に従って適用する必要があります。これらは、すべての 800V データセンターの完全なコンプライアンス チェックリストではありません。

ソリッドステートトランスがアーキテクチャにどのように適合するか

SST の機能的役割

あソリッドステートトランス、または SST は、変圧器の機能とアクティブに制御されるパワー エレクトロニクス変換を組み合わせたものです。

アンIEEEによるソリッドステートトランス技術のレビューは、SST を変圧器の機能と電力電子コンバータおよび制御回路を統合したシステムとして説明しています。トポロジーに応じて、SST は電圧変換、ガルバニック絶縁、AC/DC 変換、モニタリング、および制御された電力の流れを提供します。

AI データセンターでは、SST は中電圧 AC 電源を高電圧 DC 配電バスに接続できます。これにより、従来のいくつかのステージがモジュール式パワーエレクトロニクス システムに統合される可能性があります。

SST は 800V DC バスを作成する唯一の方法ではありません。従来の変圧器と整流器、集中変換システム、およびサイドカーベースのコンバータも使用できます。

適切なアーキテクチャは以下によって決まります。

• 入力電圧

• 絶縁要件

• 定格電力

• 冗長性モデル

• 施設配置図

• 保護戦略

• メンテナンスのアプローチ

ISOP アーキテクチャ: 入力直列、出力並列

ISOP入力直列、出力並列を意味します。

この構成では、コンバータモジュールの入力が直列に接続され、モジュールが高い入力電圧を共有します。それらの出力は並列に接続されており、組み合わせてより大きな出力電流を供給します。

ISOPコンバータ制御に関するIEEEの研究2 つの中心的な要件を特定します。

• 直列接続されたモジュール間の入力電圧共有

• 並列接続されたモジュール間での出力電流の共有

コンポーネントの特性、熱状態、スイッチング遅延、負荷状態が不均一であると、これらの共有関係が乱される可能性があります。制御システムは、1 つのモジュールが過剰な電圧または電流を流すことを防止する必要があります。

6 モジュールの ISOP 図は、可能な構成の 1 つを表しており、普遍的な SST 要件ではありません。モジュール数は、デバイスの電圧定格、システム入力電圧、変換比、絶縁設計、総電力、冗長性、およびコンバータのトポロジによって異なります。

SST および ISOP モジュラー アーキテクチャ

SST エンジニアリングのトレードオフ

SST は、モジュラー変換、アクティブ制御、高周波絶縁、DC 配電バスとの直接統合をサポートできます。これらの潜在的な利点は、追加の複雑さとバランスを取る必要があります。

従来の電源周波数変圧器は依然として成熟しており、堅牢で、比較的シンプルです。したがって、SST は、自動的に優れた代替品としてではなく、システム レベルのオプションとして評価される必要があります。

AI データセンターの電力変換における GaN と SiC の役割

ワイドバンドギャップデバイスが重要な理由

窒化ガリウムと炭化ケイ素は、高性能電力変換に使用されるワイドバンドギャップ半導体技術です。

それらの適合性は以下によって決まります。

• 電圧ストレス

• 電力レベル

• スイッチングトポロジ

• スイッチング周波数

• 熱条件

• 包装

• 保護

• 制御方法

• システムコスト

GaN と SiC は、補完的な技術として扱うのが最適です。それらの値は、電力チェーン内のどこに配置されるか、および周囲のコンバーターがどのように設計されているかによって異なります。

GaN がパワーチェーンに適合する場所

GaN は、高いスイッチング周波数、コンパクトな変換段、および高い電力密度が優先される場合によく考慮されます。

• サーバーの電源

• 中間バスコンバータ

• ポイントオブロードステージ

• 厳選された高比 DC/DC コンバータ

実際の適合性は、電圧マージン、パッケージ設計、熱経路、コンバータのトポロジー、過渡条件、および保護戦略によって異なります。

最強のアプリケーションは、1 つの汎用電圧または電力しきい値によって定義することはできません。 GaN デバイスは、あるトポロジでは非常に効果的ですが、絶縁、熱、障害要件が異なる別のトポロジではあまり適さない場合があります。

SiC がパワーチェーンに適合する場所

SiC は、次のような高電圧または高出力ステージでよく検討されます。

• フロントエンドの修正

• 高圧直流変換

• SST の構成要素

• 施設向けパワーエレクトロニクス

• ラック向き高電圧コンバータ

その電圧能力と熱特性は要求の厳しい変換ステージをサポートできますが、デバイスの能力だけでシステムのパフォーマンスが決まるわけではありません。ゲート制御、冷却、磁気設計、故障エネルギー、コンバータのトポロジ、およびコストは引き続き重要です。

ハイブリッド アーキテクチャでは、各コンバータの機能に応じて、シリコン、SiC、GaN を異なる段階で使用できます。

GaN と SiC: 選択の境界

AI データセンターのパワーチェーン全体における GaN と SiC の役割

48V中間バスの役割

高電圧配電とチップの間に 48V が存在する理由

48V 中間バスは、ラックレベルの分配と低電圧ボードまたはプロセッサ レギュレータの間の実用的なリンクを提供します。

のOpen Compute Project の Open Rack V3 仕様48V ラック電源エコシステムが含まれます。これは、ラックレベルの 48V 配電とダウンストリーム サーバー変換の確立された例を示しています。

800V アーキテクチャでは、次のようなパスが考えられます。

800VDC→48VDC→中間またはポイントオブロード変換

このアプローチでは、上流の配電層を変更しながら、既存の下流コンポーネントとラックレベルの電力インフラストラクチャを維持できます。

800V HVDC は 48V バスを置き換えますか?

800V から負荷までのアーキテクチャ パス

必ずしもそうとは限りません。

2 つの電圧レベルは異なる機能を実行します。 800V バスは、より低い電流で大電力を伝送します。 48V バスは、サーバー ボードとプロセッサ レギュレータに近い低電圧配電層を提供します。

一部のアーキテクチャでは、移行リスクを軽減し、確立されたコンポーネントを再利用するために 48V を維持する場合があります。他のものは、高比率の 800V コンバータを介してバイパスしたり、別の中間電圧を導入したり、プロセッサの近くに配置された多段パスを使用したりする場合があります。

選択は以下によって異なります。

• 変換効率

• 過渡応答

• 分離

• 保護

• コンポーネントの入手可能性

• ボードエリア

• 冷却

• 保守性

この移行は、48V を 800V に単純に置き換えるというよりも、電圧層の再設計として理解される方がよいでしょう。

垂直電源供給とチップへの最終ステップ

垂直電力供給の意味

オープンコンピューティングプロジェクトの技術資料と IEEE の研究では次のように説明されています。垂直方向の電力供給、または VPD は、電力変換を高電流プロセッサ負荷の下またはそれに密接に配置するボードまたはパッケージレベルのアプローチとして使用されます。

非常に大きな電流をマザーボードの長い経路を横方向に移動させる代わりに、コンバータまたは電流増倍段がボードの反対側またはプロセッサ パッケージの下に配置されます。その後、電力はビアとパッケージ接続を使用して、より短い垂直経路を通過します。

目的は以下を削減することです。

• 配電抵抗

• 寄生インピーダンス

• 電圧降下

• プロセッサ付近のボードの混雑

VPD は、ディスクリート コンバータ、統合モジュール、高度なパッケージング、統合受動コンポーネント、または多段変換を使用する場合があります。

これはダウンストリームのボードまたはパッケージレベルのテクノロジーであり、施設レベルの 800V 配電の代替名ではありません。

VPD はチップ内の裏面電力供給と同じではありません

垂直電力供給と背面電力供給

パッケージレベルの VPD と半導体背面の電力供給ネットワークは、電力経路を短縮するという目標を共有していますが、異なる物理レベルで動作します。

サーバー電源アーキテクチャでは、VPD は通常、プロセッサの下またはマザーボードの裏側に電圧変換ハードウェアを配置することを指します。

対照的に、imecによる裏面電源供給の説明は、電源配線が前面の信号相互接続スタックから離れてシリコンの背面に移動するオンダイ半導体アーキテクチャについて説明しています。

1 つの概念は、ボードおよびパッケージレベルの電力変換に関するものです。もう 1 つは、半導体ダイの内部電力ネットワークに関するものです。

それらを同一のものとして扱うと、製造、統合、設計責任における重要な違いが曖昧になってしまいます。

VPD 導入の制約

垂直電源供給は大電流経路を短縮できますが、機械的、熱的、およびパッケージングの制約が生じます。

重要な設計上の考慮事項は次のとおりです。

• モジュールの高さと機械的クリアランス

• 高度なパッケージング要件

• 統合された磁気コンポーネントと受動コンポーネント

• コンバータから負荷への寄生

• 電流共有

• 負荷過渡応答

• 熱経路相互作用

• パッケージ内の信号とメモリの配線

したがって、VPD は、より広範なグリッドからチップへの再設計の一部ですが、上流のアーキテクチャ上の決定の必要性がなくなるわけではありません。

完全なグリッドからチップへのパワーチェーンのマッピング

完全なグリッドからチップへの電力供給チェーン

電力パスは機能層に編成できます。実際の実装では、個々のステージを結合、省略、または再配置する場合があります。

すべての層に単一の半導体技術が現れるということはありません。単一の電圧レベルですべての配電および規制の問題を解決することはできません。

このアーキテクチャでは、プロセッサに電力が近づくにつれて、高電圧の伝送と、徐々に低電圧、高電流の変換を調整する必要があります。

800V HVDC AI データセンターのエンジニアリング上のトレードオフ

効率と変換段階のトレードオフ

電流を削減し、冗長な変換を削除すると効率が向上しますが、これは交換ステージが実際の負荷プロファイル全体で効果的に動作する場合に限られます。

意味のある比較では、以下を定義する必要があります。

• 入力と出力の境界

• アクティブな変換ステージの数

• 部分ロードの動作

• 冷却および補助消費

• パスの二重化運用

• バックアップ電源変換

• ケーブルとバスバーの損失

• 保護装置の損失

1 つのトランジスタ、コンバータ、またはリファレンス設計のピーク効率は、データセンターのパワー チェーン全体の効率と同等ではありません。エンドツーエンドの評価が必要です。

電力密度、ケーブル配線、および熱設計

電圧が高くなると、配電電流が減少し、同じ導体空間を介して導体を小さくしたり、より多くの電力を供給したりできる可能性があります。

ただし、電圧が高くなると、適切な以下のものも必要になります。

• 沿面距離とクリアランス

• 絶縁

• コネクタ

• エンクロージャ

• センシング

• 分離

• 保護装置

パワーエレクトロニクスがサイドカー、ラックユニット、またはコンパクトな SST モジュールに移動される場合、コンバータの熱がさらに集中する可能性があります。

目的は単に銅を最小限に抑えることではありません。それは、導体の体積、変換ハードウェア、冷却、保護、メンテナンススペース、およびコンピューティング密度のバランスをとることです。

信頼性、冗長性、保守性

モジュラー アーキテクチャは障害の分離とモジュール レベルの交換をサポートできますが、より多くのコンバータ、センサー、コントローラー、インターフェイス、および制御の依存関係が導入される可能性もあります。

信頼性分析では、以下を区別する必要があります。

• 半導体デバイスの信頼性

• コンバータモジュールの信頼性

• 制御システムの信頼性

• 機械的およびコネクタの信頼性

• 冷却システムへの依存

• システムレベルの冗長性

• 修理時間

• スペアパーツの入手可能性

コンポーネント効率が高いシステムであっても、障害発生後の分離、交換、テスト、復元が難しい場合には、依然として運用が弱い可能性があります。

コスト、標準化、導入の成熟度

800V エコシステムでは、依然として以下の点での調整が必要です。

• 電圧ウィンドウ

• コネクタインターフェース

• 保護の実践

• メンテナンス手順

• 機器の相互運用性

のオープンコンピューティングプロジェクト 配電サブプロジェクト高電圧 DC 配電アーキテクチャと一般的な業界慣行を開発するための共同フォーラムを提供します。

このエコシステムの取り組みを完全に均一な設置ベースと混同しないでください。

コスト評価には、コンバータの価格以上のものを含める必要があります。また、次のことも考慮する必要があります。

• 設備改修

• 車掌とバス路

• 保護装置

• 冷却

• 試運転

• 人材育成

• スペアパーツ

• ダウンタイムのリスク

• 今後の展開

技術的な実現可能性は、展開の準備の一部にすぎません。

エンジニアは将来の AI パワー アーキテクチャをどのように評価すべきか

最初にパワーエンベロープを定義する

優先テクノロジーを選択するのではなく、ワークロードと設備の要件から始めます。

決定する：

• 初期ラック電力

• 予想される拡大

• アクセル負荷挙動

• 冗長性の要件

• 利用可能なユーティリティ容量

• 冷却能力

• バックアップ期間

• 物理的なラックとデータホールの制約

変換チェーン全体を評価する

施設の入力からプロセッサーコアまでのすべての変換および配布段階をマッピングします。

各ステージについて、次のことを記録します。

• 入出力電圧

• 定格および標準負荷

• 負荷範囲全体にわたる効率

• 分離境界

• 障害解除方法

• 熱経路

• 冗長性

• メンテナンスアクセス

• 監視と制御

コンポーネントのパフォーマンスをシステムのパフォーマンスから分離する

1 つの GaN、SiC、SST、または DC/DC コンバータが実験室で強力な結果を示しているため、アーキテクチャを選択しないでください。

結果が同じに当てはまるかどうかを判断します。

• 電圧

• 負荷

• 冷却条件

• スイッチング周波数

• 冗長性条件

• システム境界

コンポーネントレベルの利点は、電力システム全体を改善した場合にのみ価値が高まります。

800V HVDC の技術評価フレームワーク

安全性、規格、運用準備状況を検証する

800V HVDC はあらゆる AI データセンターの未来ですか?

アーキテクチャが最も重要な場所

800V HVDC は、ラック電力が十分に高く、低電圧、高電流の配電が物理的に困難であるか、経済的に魅力的でない場合に最も適しています。

これには次のものが含まれる可能性があります。

• 大規模な AI トレーニング クラスター

• 高密度加速器システム

• ハイパワーコンピューティング設備

• 将来のラック密度の増加を考慮して設計された新しいデータセンター

小規模なサイト、低密度の推論システム、従来のエンタープライズ データ センター、および既存の施設では、同じメリットが得られない可能性があります。設置されている AC インフラストラクチャと運用手順は、確立されたアーキテクチャを好む可能性があります。

複数の電源アーキテクチャが共存できる理由

800V HVDC への移行は単一の出来事ではありません。これは、電力変換および配電段階の段階的な再編成です。

施設によっては、従来の AC 配電を維持している場合があります。 800V サイドカーを導入する企業もいるかもしれません。新しいビルドでは集中型の高電圧 DC が使用される場合があります。将来の設置では、SST、代替中間バス、垂直電力供給が統合される可能性があります。

正しい選択は以下によって決まります。

• 施設規模

• ラック電源

• 変換効率

• 保護

• 冷却

• 保守性

• 規格

• 料金

• 導入リスク

エンジニアリング上の意味は、AI インフラストラクチャが GPU、HBM、高度なパッケージングを通じてのみ評価できなくなっているということです。グリッドからチップへの安全かつ効率的な電力供給は、システム設計の第一の要件になりつつあります。

800V HVDC AI データセンターに関するよくある質問

AI データセンターの 800V HVDC とは何ですか?

これは、施設側の変換装置からラックまたはコンピューティング トレイに電力を伝送するために使用される高電圧 DC 配電層です。同じ電力の 48V クラスのバスと比較して配電電流が低くなりますが、電力がプロセッサに到達する前に下流のコンバータが依然として必要です。

AI データセンターが AC 配電から高電圧 DC に移行するのはなぜですか?

高電力 AI ラックでは、電流、バスバー要件、抵抗損失、コネクタの需要がラック電力に応じて増加するため、低電圧配電がますます困難になります。高電圧 DC は配電電流を削減し、選択した変換ステージをコンピューティング ラックの外に移動できる可能性があります。

800V HVDC は 48V 中間バスを置き換えますか?

すべてのアーキテクチャにあるわけではありません。一部のシステムでは、確立されたラックとサーバーのエコシステムを維持するために 800V を 48V に変換する場合があります。他のものは、異なる中間電圧を使用したり、プロセッサの近くでより高い比率の変換を実行したりする場合があります。

800V HVDC データセンターにおけるソリッドステート変圧器の役割は何ですか?

SST は、電圧変換、ガルバニック絶縁、電力電子変換、および制御を組み合わせることができます。中電圧 AC 入力を高圧 DC 配電バスに接続できますが、従来の変圧器および整流器システムでも必要な DC 電源を生成できます。

AI データセンターの電源システムには GaN と SiC のどちらが適していますか?

どちらが一般的に優れているというわけではありません。 GaN はコンパクトな高周波変換用として考慮されることが多く、一方、SiC は高電圧または高出力ステージで使用されることがよくあります。選択は、トポロジ、電圧ストレス、スイッチング周波数、熱設計、保護、パッケージング、信頼性、およびコストによって決まります。

垂直電源供給とは何ですか? 800V HVDC との違いは何ですか?

800V HVDC は、施設内またはラックに向けて電力を伝送します。垂直電源供給では、電力変換ハードウェアをプロセッサの下または近くに配置して、最終的な大電流経路を短縮します。 2 つのテクノロジーは、グリッドからチップへの電力チェーンの異なるレベルで動作します。