W miarę jak świat przyjmuje sztuczną inteligencję w codziennych zadaniach, obciążenie AI rośnie w dramatycznym tempie. Centra danych zasilające AI stają w obliczu gwałtownie rosnącego zapotrzebowania na moc, które przeskakuje z obecnych setek kW do kilku MW w bardzo krótkim czasie.
Zachodzi konieczność zmiany sposobu zasilania tych centrów danych AI i ilości energii, jaką konsumują, aby rozwiązać nawet najprostsze zadania. Nowa architektura 800 V DC (HVDC) firmy NVIDIA to najbardziej widoczny sygnał tej zmiany w branży.
Podczas gdy większość dyskusji dotyczy półprzewodników o dużej szerokości pasma, wysoko gęstych szyn zasilających i konwerterów GaN/Sic, transformatory elektryczne pozostają kluczowym elementem systemu zasilającego te centra danych AI. Transformator jest kluczową częścią systemu dystrybucji energii elektrycznej, zwłaszcza w pierwszych dwóch etapach łańcucha zasilania sieci do szafy.
W tym artykule omówimy, w jaki sposób tradycyjny transformator pozostaje niezastąpiony w operacjach centrów danych, jak firma Daelim Transformer oferuje nowoczesne usługi związane z transformatorami elektrycznymi zaprojektowanymi specjalnie dla zasilania centrów danych oraz w jaki sposób transformatory półprzewodnikowe zastąpią te tradycyjne transformatory w operacjach centrów danych.
Sieć do centrum danych
Zgodnie z opisaną architekturą firmy NVIDIA, system łączy się z transformatorem na dwóch głównych etapach. Początkowo w centrum obiektu, gdzie nadchodząca moc AC jest konwertowana na prąd stały, a następnie w modułach mocy szafy do pracy z obniżaniem napięcia.
Konwersja AC na DC na poziomie obiektu
W konwersji AC na DC w obiekcie głównym celem jest konwersja nadchodzącego średniego napięcia prądu zmiennego z krajowej dostawy sieciowej lub lokalnego systemu zasilania na stabilny prąd stały o napięciu 800 voltów. W tym procesie rolą transformatora jest zapewnienie niezbędnej konwersji napięcia oraz kluczowej izolacji galwanicznej między siecią użyteczności a wewnętrznym systemem dystrybucji mocy 800 VDC centrum danych.
Konwersja DC na DC w szafie serwerowej
Gdy już znajduje się w szafie serwerowej, napięcie 800 VDC jest nadal zbyt wysokie dla indywidualnych komponentów i musi zostać dalej obniżone do niższego napięcia, które można bezpiecznie używać przez GPU i inne komponenty serwera. Aby zrealizować to zadanie, w szafach są zintegrowane wysoko kompaktowe, wysoce wydajne konwertery DC na DC, aby przeprowadzić ten proces obniżania napięcia. Konwertery wykorzystują małe, wysokoczęstotliwościowe transformatory zintegrowane lub płaskie.
Architektura NVIDIA 800 VDC minimalizuje konwersje energii (Źródło obrazu: NVIDIA)
Te dwa transformatory zaangażowane w dostarczanie energii do centrum danych zapewniają, że połączenie budynku z siecią jest bezpieczne i zgodne z wymaganiami centrum danych. Tradycyjny, a jednak specjalnie zaprojektowany transformator dla centrów danych wykonuje ciężką pracę izolacji adaptacji napięcia i ochrony przed skokami napięcia, funkcji, której żaden inny urządzenie elektryczne nie może wykonać, zwłaszcza na skalę dziesiątek do setek megawatów.
Dobrym przykładem jest rack zasilający w bocznej obudowie, o którym wspomniał Texas Instruments który napisał, że dla racka o mocy 1 MW waga miedzi przy danym napięciu 48 V byłaby prawie nie do zniesienia (450 funtów miedzi). Dlatego przejście NVIDIA na 800 HVDC jest przekonujące.
Inny blog NVIDIA wspomniał, że nowa architektura NVIDIA 800 V DC zmniejszy straty konwersji, zmniejszy wymagania przestrzenne oraz zużycie miedzi związane z elektroniką.
Te zmniejszone straty konwersji nie oznaczają, że znaczenie tradycyjnych transformatorów zmniejszy się. Przeciwnie, użycie dwóch dużych transformatorów niskoczęstotliwościowych pozostaje takie samo w front-endzie, aby zintegrować tradycyjną sieć i zapewnić bezpieczne zasilanie magistrali wysokiego napięcia DC.
Gdzie transformator Daelim dodaje wartość
Daelim Transformer ma dobrze ugruntowany projekt i zakład produkcyjny transformatorów dystrybucyjnych w USA. Obsługują sektory użyteczności publicznej, produkcji energii i przemysłu, w tym dużych centrów danych, które zasilają obecne trendy AI. Biorąc pod uwagę wdrożenie 800 HVDC przez NVIDIA, Daelim Transformer będzie odgrywał ważną rolę w wartości dodanej w projektowaniu i rozwoju niestandardowych transformatorów elektrycznych.
Transformatory średniego napięcia do obniżania napięcia
Transformator średniego napięcia zredukowany, zaprojektowany i opracowany przez Daelim Transformer, zostanie wykorzystany w stacji transformatorowej centrum danych. Ten transformator przekształci sieć 11 do 13 kV na niższe napięcie AC, które będzie dostosowane do pomieszczeń prostowników/UPS. Te specjalnie zaprojektowane transformatory stanowią fundament łańcucha od sieci do centrum danych i umożliwiają późniejsze przekształcenie do HVDC.
Ograniczanie harmonicznych i projektowanie indywidualnych uzwojeń
W przypadku dużego i gęsto zaludnionego centrum danych, Daelim Transformers może zaprojektować i zbudować transformator o specjalnej konfiguracji rdzenia i uzwojenia, który może obsłużyć harmoniczne prostowników. To sprawia, że bieżąca praca i wiedza Daelim są niezwykle cenne w dostarczaniu transformatorów istotnych dla etapu konwertera zasilającego magistralę HVDC.
Niezawodność i możliwość serwisowania
Obecne centra danych, a zwłaszcza te, które zasilają duże modele AI, wymagają czasu pracy. Daelim Transformers oferuje projekty, które zapewniają MTBF, solidne systemy chłodzenia (ONAF lub KNAF) oraz modułową infrastrukturę serwisową z minimalnymi zakłóceniami.
Zatem, podczas gdy rozmowa dotycząca 800 HVDC skupia się głównie na konwerterach, systemach dystrybucji energii na poziomie magistrali i szaf, standardowa infrastruktura transformatorów elektrycznych pozostaje solidnie na swoim miejscu i to w tym zakresie Daelim Transformers jest ekspertem i odgrywa swoją kluczową rolę w najlepszy możliwy sposób.
Przejście na transformatory półprzewodnikowe (SST)
Architektura NVIDIA jasno pokazuje, że transformatorzy półprzewodnikowi będą kluczowym elementem zasilania centrów danych przyszłości. Ich publikacja wykazała, że 13,8 kV jest przekształcane bezpośrednio do 800 V DC za pomocą SST oraz prostowników przemysłowych.
Eliminując tym samym potrzebę wielu kroków konwersji AC/DC i DC/DC. Celem jest uproszczenie łańcucha konwersji, poprawa wydajności o 5 % w stratkach end-to-end oraz zmniejszenie kosztów konserwacji o aż 70 %.
SST łączy elektronikę do konwersji mocy o wysokiej częstotliwości z izolacją magnetyczną przy wyższej częstotliwości i oferuje następujące zalety.
- Dwukierunkowa operacja, która pomaga w braku przechowywania magnesów na miejscu i poprawia kontrolę nad systemem oraz procesem.
- Wyższa częstotliwość przełączania, która redukuje rozmiar magnesów i także poprawia kontrolę nad systemem oraz procesem.
- Te transformatory są bardziej zwarty, inteligentne bloki mocy, które lepiej nadają się do systemów zasilania w mezzaninie lub w szafach danych.
Ważne jest, aby zauważyć, że SST-y jeszcze nie zastąpiły ani nie wyparły dużych transformatorów niskiej częstotliwości w pierwszym etapie. SST-y zastąpią transformator pośredni lub moduły prostownicze w miarę rozwoju dojrzałości projektu, kosztów i skalowalności.
Innymi słowy, dwa pierwsze tradycyjne etapy transformatorów, które są z sieci do AC i z AC do prostownika, nadal będą funkcjonować w krótkim okresie, szczególnie w większych blokach zasilających centrów danych. Tymczasem SST będą coraz częściej wykorzystywane na poziomie szaf.
Wnioski
Daelim Transformer pozostaje zaufaną marką w branży produkcji transformatorów elektrycznych i będzie nadal wiarygodnym źródłem jakościowych usług w tych kluczowych etapach. Z dziesiątkami wysoko wykwalifikowanych i doświadczonych inżynierów energetyki, którzy pracują w dziedzinie produkcji transformatorów od dziesięcioleci, Daelim może pomóc Twojemu centrum danych w sprawnym wdrożeniu i implementacji architektury NVIDIA 800 HVDC.
Możesz skontaktuj się z nami, dzisiaj, aby rozpocząć dyskusje na temat niestandardowych rozwiązań transformatorowych i innego wsparcia inżynieryjnego potrzebnego do pełnej integracji systemowej systemów NVIDIA i ich zapotrzebowania na moc.
English
Polish
German