Репортаж от Wedoany，Производитель силовой электроники Enphase Energy, базирующийся в Калифорнии (США), представил новую технологию твердотельных трансформаторов для инфраструктуры электропитания центров обработки данных следующего поколения, включая архитектуру питания стоек высокого напряжения постоянного тока (DC) для рабочих нагрузок искусственного интеллекта (ИИ).
Твердотельный трансформатор IQ (IQ SST) компании, вместо использования одного крупного централизованного преобразователя, осуществляет преобразование энергии с помощью 342 маломощных модулей в каждой стандартной стойке мощностью 1,25 МВт, достигая эффективности 98,5%.
Enphase заявляет, что такой распределенный подход позволяет поддерживать доступность на уровне 99,999% при колебаниях мощности, которые создают проблемы для центров обработки данных и делают их нагрузкой на энергосистему.
Для операторов центров обработки данных колебания мощности и преобразование электроэнергии от традиционных систем среднего напряжения переменного тока к архитектурам высокого напряжения постоянного тока являются постоянными проблемами, связанными с поведением энергосистемы.
Международное энергетическое агентство (МЭА) в докладе под названием «Энергия и искусственный интеллект: ключевые вопросы» предупредило, что по мере увеличения плотности мощности аппаратного обеспечения ИИ и совершенствования графических процессоров непредсказуемые колебания мощности, вызванные рабочими нагрузками центров обработки данных для ИИ, станут еще более серьезными. В докладе отмечается, что ключевая задача передачи электроэнергии заключается в минимизации пространства и материалов, занимаемых силовым оборудованием, минимизации капитальных затрат и снижении потерь при преобразовании энергии. Потери при преобразовании энергии приводят к выделению большого количества тепла, которое необходимо отводить в дополнение к теплу, выделяемому ИТ-оборудованием.
Авторы доклада МЭА заявили, что силовые электронные устройства на основе нитрида галлия (GaN) являются одним из нескольких жизнеспособных решений для экономии пространства при преобразовании энергии. Они также отметили, что Китай контролирует 99% поставок, и перечислили силовые электронные устройства на основе карбида кремния (SiC), литий-ионные и натрий-ионные аккумуляторы, а также ферритовые сердечники для твердотельных трансформаторов в качестве решений.
IQ SST от Enphase использует полупроводники на основе нитрида галлия и построен на распределенной архитектуре. Энди Ньюболд, старший директор по корпоративным коммуникациям Enphase Energy, заявил, что компания потратила два десятилетия, чтобы доказать превосходство распределенного подхода над централизованным: сначала в солнечной энергетике, затем в аккумуляторных системах, а теперь эта концепция применяется в области электропитания центров обработки данных.
В конце июня Enphase Energy присоединилась к Фонду открытых вычислений (OCP) в качестве платинового участника, чтобы поделиться своей платформой IQ SST с сетью, насчитывающей почти 700 частных лиц и организаций, для совместного проектирования вычислительного оборудования следующего поколения. Ньюболд отметил, что архитектура электропитания не должна разрабатываться за закрытыми дверями. Эти стандарты разрабатываются, и отрасль движется к напряжению 800 В постоянного тока. Enphase привносит двадцатилетний опыт создания распределенных, полупроводниковых и программно-определяемых силовых электронных устройств, а также опыт крупносерийного производства.
IQ SST от Enphase Energy, впервые представленный в апреле, позволяет напрямую преобразовывать среднее напряжение переменного тока уровней 15 кВ и 35 кВ в стабилизированное напряжение 800 В постоянного тока за один шаг. Этот подход сокращает цепочку из нескольких трансформаторов и преобразователей до одного этапа.
Силовые модули, используемые в IQ SST, происходят от микроинверторов Enphase девятого поколения. В них используется та же технология силовых ключей на основе нитрида галлия (GaN), а координацией занимается специализированный чип 22 нм — управляющая ASIC пятого поколения «Kestrel». Enphase будет производить IQ SST на той же автоматизированной платформе, которая используется для отгрузки миллионов микроинверторов. Силовые модули могут быть построены с использованием стандартных крупносерийных полупроводниковых компонентов, поставляемых на производственные предприятия в США, с использованием существующей цепочки поставок компании.
Поскольку платформа IQ SST может работать без внутренних аккумуляторов, это уменьшает или устраняет необходимость в стоечных аккумуляторных шкафах и системах бесперебойного питания (ИБП), которые операторам обычно приходится планировать и выделять для них дополнительное пространство на полу центра обработки данных. Ньюболд отметил, что для разработчиков центров обработки данных, когда каждый квадратный фут конкурирует с вычислительными мощностями, возврат пространства стойкам представляет собой реальную ценность.
Он заявил, что сотрудничество Enphase с Фондом OCP будет сосредоточено на обмене «настоящим инженерным опытом». Хотя в настоящее время основное внимание уделяется центрам обработки данных, Ньюболд отметил, что спрос на аналогичную распределенную, программно-определяемую архитектуру может распространиться на другие крупные рынки с высоким энергопотреблением. В настоящее время ожидается, что к 2031 году спрос в США превысит 11 ГВт. Он добавил, что компания видит возможность использования этой технологии в будущем для таких применений, как солнечная энергетика коммунального масштаба, аккумуляторные системы и зарядка электромобилей. Enphase ожидает демонстрации полной системы в конце этого года, пилотных проектов с клиентами в 2027 году и начала массовых поставок в конце 2027 или начале 2028 года.
