Boshllëqe kalimtare të fuqisë në nivel milisekondash në BBU-të e rafteve të serverëve me inteligjencë artificiale: Pse është më i përshtatshëm një "superkondensator hibrid (LIC) + BBU"?

Raftet e serverëve të inteligjencës artificiale përjetojnë rritje të fuqisë në nivel milisekondash (zakonisht 1–50 ms) dhe rënie të tensionit të bus-it DC gjatë ndërrimit të shpejtë midis ngarkesave të trajnimit dhe nxjerrjes së përfundimeve. NVIDIA, në dizajnin e saj të raftit të fuqisë GB300 NVL72, përmend se rafti i saj i fuqisë integron komponentët e ruajtjes së energjisë dhe punon me një kontrollues për të arritur zbutjen e shpejtë të fuqisë kalimtare në nivel rafti (shih referencën [1]).

Në praktikën inxhinierike, përdorimi i një "superkondensatori hibrid (LIC) + BBU (Njësia e Rezervës së Baterisë)" për të formuar një shtresë tampon aty pranë mund të shkëputë "përgjigjen kalimtare" dhe "fuqinë rezervë afatshkurtër": LIC është përgjegjës për kompensimin në nivel milisekondash, dhe BBU është përgjegjëse për marrjen nën kontroll në nivel të dytë deri në minutë. Ky artikull ofron një qasje përzgjedhjeje të riprodhueshme për inxhinierët, një listë të treguesve kryesorë dhe artikuj verifikimi. Duke marrë si shembull YMIN SLF 4.0V 4500F (ESR me një njësi të vetme≤0.8mΩ, rryma e shkarkimit të vazhdueshëm 200A, parametrat duhet t'i referohen fletës së specifikimeve [3]), ai ofron sugjerime konfigurimi dhe mbështetje krahasuese të të dhënave.

Furnizimet me energji Rack BBU po e lëvizin "zbutjen kalimtare të energjisë" më afër ngarkesës.

Ndërsa konsumi i energjisë në një raft të vetëm arrin nivelin e qindra kilovatëve, ngarkesat e punës së IA mund të shkaktojnë rritje të rrymës në një kohë të shkurtër. Nëse rënia e tensionit të autobusit tejkalon pragun e sistemit, kjo mund të shkaktojë mbrojtje të motherboard-it, gabime GPU ose rinisje. Për të zvogëluar ndikimet maksimale në furnizimin me energji në rrjedhën e sipërme dhe në rrjet, disa arkitektura po prezantojnë strategji të buferimit dhe kontrollit të energjisë brenda raftit të energjisë së raftit, duke lejuar që rritjet e energjisë të "thithen dhe të lirohen lokalisht" brenda raftit. Mesazhi kryesor i këtij dizajni është: problemet kalimtare duhet të adresohen së pari në vendndodhjen më të afërt me ngarkesën.

Në serverat e pajisur me GPU me fuqi ultra të lartë (nivel kilovati) si NVIDIA GB200/GB300, sfida kryesore me të cilën përballen sistemet e energjisë është zhvendosur nga energjia tradicionale rezervë në trajtimin e rritjeve të përkohshme të energjisë në nivele milisekondash dhe qindra kilovatësh. Zgjidhjet tradicionale të energjisë rezervë BBU, të përqendruara në bateritë me acid plumbi, vuajnë nga pengesa në shpejtësinë e reagimit dhe dendësinë e energjisë për shkak të vonesave të natyrshme të reaksionit kimik, rezistencës së lartë të brendshme dhe aftësive të kufizuara të pranimit dinamik të ngarkesës. Këto pengesa janë bërë faktorë kyç që kufizojnë përmirësimin e fuqisë llogaritëse me një raft të vetëm dhe besueshmërinë e sistemit.

Tabela 1: Diagrami skematik i vendndodhjes së modalitetit hibrid të ruajtjes së energjisë me tre nivele në BBU-në e raftit (diagrami i tabelës)

Evolucioni i Arkitekturës

Nga "Rezerva e Baterisë" në "Modalitetin Hibrid të Ruajtjes së Energjisë me Tre Nivele"

BBU-të tradicionale mbështeten kryesisht në bateri për ruajtjen e energjisë. Të përballura me mungesa të energjisë në nivel milisekondash, bateritë, të kufizuara nga kinetika e reaksionit kimik dhe rezistenca e brendshme ekuivalente, shpesh reagojnë më ngadalë sesa ruajtja e energjisë e bazuar në kondensator. Prandaj, zgjidhjet në raft kanë filluar të miratojnë një strategji të shkallëzuar: "LIC (kalimtare) + BBU (kohëshkurtër) + UPS/HVDC (kohëgjatë)":

LIC i lidhur paralelisht pranë DC Bus: trajton kompensimin e fuqisë në nivel milisekondash dhe mbështetjen e tensionit (karikim dhe shkarkim me shpejtësi të lartë).

BBU (bateri ose ruajtje tjetër e energjisë): trajton marrjen nën kontroll të nivelit të dytë deri në minutë (sistem i projektuar për kohëzgjatjen e rezervimit).

UPS/HVDC në nivel qendre të të dhënave: trajton furnizimin me energji të pandërprerë afatgjatë dhe rregullimin nga ana e rrjetit.

Kjo ndarje e punës ndan "variablat e shpejta" dhe "variablat e ngadalta": duke stabilizuar autobusin ndërsa zvogëlon stresin afatgjatë dhe presionin e mirëmbajtjes në njësitë e ruajtjes së energjisë.

Analizë e thelluar: Pse YMINSuperkondensatorë hibridë?

Superkondensatori hibrid LIC (Kondensatori Litium-Jon) i ymin kombinon në mënyrë strukturore karakteristikat e fuqisë së lartë të kondensatorëve me dendësinë e lartë të energjisë së një sistemi elektrokimik. Në skenarët e kompensimit kalimtar, çelësi për t'i bërë ballë ngarkesës është: nxjerrja e energjisë së kërkuar brenda objektivit Δt dhe dhënia e një rryme pulsi mjaftueshëm të madhe brenda diapazonit të lejuar të rritjes së temperaturës dhe rënies së tensionit.

Prodhim i Lartë i Fuqisë: Kur ngarkesa e GPU-së ndryshon papritur ose rrjeti elektrik luhatet, bateritë tradicionale të acidit plumb, për shkak të shkallës së tyre të ngadaltë të reagimit kimik dhe rezistencës së lartë të brendshme, përjetojnë një përkeqësim të shpejtë në aftësinë e tyre të pranimit dinamik të ngarkesës, duke rezultuar në pamundësinë për t'u përgjigjur në milisekonda. Superkondensatori hibrid mund të përfundojë kompensimin e menjëhershëm brenda 1-50ms, i ndjekur nga energji rezervë në nivel minute nga furnizimi me energji rezervë BBU, duke siguruar tension të qëndrueshëm të autobusit dhe duke ulur ndjeshëm rrezikun e rrëzimit të motherboard-it dhe GPU-së.

Optimizimi i Vëllimit dhe Peshës: Kur krahasohet "energjia ekuivalente e disponueshme (e përcaktuar nga dritarja e tensionit V_hi→V_lo) + dritarja ekuivalente kalimtare (Δt)", zgjidhja e shtresës tampon LIC zakonisht e zvogëlon vëllimin dhe peshën ndjeshëm krahasuar me rezervën tradicionale të baterisë (ulje e vëllimit prej afërsisht 50%–70%, ulje e peshës prej afërsisht 50%–60%, vlerat tipike nuk janë të disponueshme publikisht dhe kërkojnë verifikim të projektit), duke liruar hapësirën e raftit dhe burimet e rrjedhës së ajrit. (Përqindja specifike varet nga specifikimet, përbërësit strukturorë dhe zgjidhjet e shpërndarjes së nxehtësisë të objektit të krahasimit; rekomandohet verifikimi specifik i projektit.)

Përmirësimi i Shpejtësisë së Ngarkimit: LIC posedon aftësi të larta ngarkimi dhe shkarkimi, dhe shpejtësia e tij e ngarkimit është zakonisht më e lartë se ajo e zgjidhjeve të baterive (përmirësim i shpejtësisë prej më shumë se 5 herë, duke arritur ngarkim të shpejtë gati dhjetë minutësh; burimi: superkondensator hibrid kundrejt vlerave tipike të baterisë plumb-acid). Koha e ngarkimit përcaktohet nga kufiri i fuqisë së sistemit, strategjia e ngarkimit dhe dizajni termik. Rekomandohet të përdoret "koha e nevojshme për t'u rimbushur në V_hi" si një metrikë pranimi, e kombinuar me vlerësimin e përsëritur të rritjes së temperaturës së pulsit.

Jetëgjatësi e gjatë: Bateritë LIC zakonisht shfaqin jetëgjatësi më të gjatë cikli dhe kërkesa më të ulëta mirëmbajtjeje në kushte ngarkimi dhe shkarkimi me frekuencë të lartë (1 milion cikle, mbi 6 vjet jetëgjatësi, afërsisht 200 herë më shumë se bateritë tradicionale të plumbit-acidit; burimi: Superkondensatorët hibridë krahasuar me bateritë tipike të plumbit-acidit). Jetëgjatësia e ciklit dhe kufijtë e rritjes së temperaturës i nënshtrohen specifikimeve specifike dhe kushteve të testimit. Nga një perspektivë e ciklit të plotë jetësor, kjo ndihmon në uljen e kostove të operimit, mirëmbajtjes dhe dështimit.

Figura 2: Skema e Sistemit Hibrid të Ruajtjes së Energjisë:

Bateri litium-jon (niveli i minutës së dytë) + Kondensator litium-jon LIC (tampon i nivelit të milisekondës)

Bazuar në modelin japonez Musashi CCP3300SC (3.8V 3000F) të dizajnit referues NVIDIA GB300, ai krenohet me dendësi më të lartë kapaciteti, tension më të lartë dhe kapacitet më të lartë në specifikimet e tij të disponueshme publikisht: një tension operativ 4.0V dhe një kapacitet 4500F, duke rezultuar në ruajtje më të lartë të energjisë në një qelizë të vetme dhe aftësi më të forta buferimi brenda të njëjtës madhësi moduli, duke siguruar përgjigje të pakompromentuar në nivel milisekonda.

Parametrat kryesorë të superkondensatorëve hibridë të serisë YMIN SLF:

Tensioni i vlerësuar: 4.0V; Kapaciteti nominal: 4500F

Rezistenca e Brendshme DC/ESR: ≤0.8mΩ

Rryma e Shkarkimit të Vazhdueshëm: 200A

Diapazoni i tensionit të funksionimit: 4.0–2.5V

Duke përdorur zgjidhjen hibride të tamponit lokal BBU të bazuar në superkondensatorë të YMIN, ajo mund të ofrojë kompensim të lartë të rrymës në bus-in DC brenda një dritareje milisekondash, duke përmirësuar stabilitetin e tensionit të bus-it. Krahasuar me zgjidhjet e tjera me të njëjtën energji të disponueshme dhe dritare kalimtare, shtresa e tamponit zakonisht zvogëlon zënien e hapësirës dhe liron burimet e raftit. Është gjithashtu më e përshtatshme për karikim dhe shkarkim me frekuencë të lartë dhe kërkesa të shpejta rikuperimi, duke zvogëluar presionin e mirëmbajtjes. Performanca specifike duhet të verifikohet bazuar në specifikimet e projektit.

Udhëzues Përzgjedhjeje: Përputhje e Saktë me Skenarin

Përballë sfidave ekstreme të fuqisë llogaritëse të inteligjencës artificiale, inovacioni në sistemet e furnizimit me energji është thelbësor.Superkondensatori hibrid SLF 4.0V 4500F i YMIN, me teknologjinë e saj të fortë të patentuar, ofron një zgjidhje të shtresës buffer BBU të prodhuar në vend me performancë të lartë dhe besueshmëri të lartë, duke ofruar mbështetje thelbësore për evolucionin e qëndrueshëm, efikas dhe intensiv të vazhdueshëm të qendrave të të dhënave të IA-së.

Nëse keni nevojë për informacion të detajuar teknik, ne mund t'ju ofrojmë: fletë të dhënash, të dhëna testimi, tabela të përzgjedhjes së aplikacioneve, mostra, etj. Ju lutemi të na jepni edhe informacione kyçe si: tensioni i bus-it, ΔP/Δt, dimensionet e hapësirës, ​​temperatura e ambientit dhe specifikimet e jetëgjatësisë, në mënyrë që të mund të ofrojmë shpejt rekomandime për konfigurim.

Seksioni i Pyetjeve dhe Përgjigjeve

P: Ngarkesa e GPU-së së një serveri AI mund të rritet me 150% brenda milisekondave, dhe bateritë tradicionale të acidit plumb nuk mund ta përballojnë këtë ritëm. Cila është koha specifike e reagimit të superkondensatorëve litium-jon YMIN, dhe si e arrini këtë mbështetje të shpejtë?

A: Superkondensatorët hibridë YMIN (SLF 4.0V 4500F) mbështeten në parimet fizike të ruajtjes së energjisë dhe kanë rezistencë të brendshme jashtëzakonisht të ulët (≤0.8mΩ), duke mundësuar shkarkim të menjëhershëm me shpejtësi të lartë në intervalin 1-50 milisekonda. Kur një ndryshim i papritur në ngarkesën e GPU-së shkakton një rënie të ndjeshme të tensionit të bus-it DC, ai mund të lëshojë një rrymë të madhe pothuajse pa asnjë vonesë, duke kompensuar drejtpërdrejt fuqinë e bus-it, duke blerë kështu kohë që furnizimi me energji BBU i prapavijës të zgjohet dhe të marrë përsipër, duke siguruar një tranzicion të qetë të tensionit dhe duke shmangur gabimet llogaritëse ose rrëzimet e harduerit të shkaktuara nga rëniet e tensionit.

Përmbledhje në fund të këtij artikulli

Skenarë të Zbatueshëm: I përshtatshëm për BBU-të (Njësitë e Energjisë Rezervë) të nivelit të raftit të serverëve AI në skenarë ku autobusi DC përballet me rritje të përkohshme të fuqisë/rënie të tensionit në nivel milisekondash; i zbatueshëm për një arkitekturë lokale tamponi "superkondensator hibrid + BBU" për stabilizimin e tensionit të autobusit dhe kompensimin kalimtar në rast të ndërprerjeve afatshkurtra të energjisë, luhatjeve të rrjetit dhe ndryshimeve të papritura të ngarkesës së GPU-së.

Avantazhet Kryesore: Përgjigje e shpejtë në nivel milisekondash (kompenson për dritaret kalimtare 1-50ms); rezistencë e ulët e brendshme/aftësi e lartë rryme, duke përmirësuar stabilitetin e tensionit të autobusit dhe duke zvogëluar rrezikun e rinisjeve të papritura; mbështet karikim dhe shkarkim me shpejtësi të lartë dhe rimbushje të shpejtë, duke shkurtuar kohën e rikuperimit të energjisë rezervë; më i përshtatshëm për kushtet e karikimit dhe shkarkimit me frekuencë të lartë krahasuar me zgjidhjet tradicionale të baterive, duke ndihmuar në uljen e presionit të mirëmbajtjes dhe kostove totale të ciklit jetësor.

Modeli i rekomanduar: YMIN Square Hybrid Supercondensator SLF 4.0V 4500F

Marrja e të dhënave (Specifikimet/Raportet e testimit/Mostrat):

Uebfaqja zyrtare: www.ymin.com
Linja Teknike e Telefonit: 021-33617848

Referencat (Burimet Publike)

[1] Informacion Publik Zyrtar/Blog Teknik i NVIDIA-s: Hyrje në GB300 NVL72 (Power Shelf) Lëmim Kalimtar/Ruajtje Energjie në Nivelin e Raftit

[2] Raportet Publike nga Media/Institucione të tilla si TrendForce: Aplikimet e Lidhura me LIC të GB200/GB300 dhe Informacioni mbi Zinxhirin e Furnizimit

[3] Shanghai YMIN Electronics ofron “Specifikimet e Superkondensatorit Hibrid SLF 4.0V 4500F”