鑒于服務器和人工智能 (AI) 市場的快速增長，單機架能耗正從 100kW 攀升至超過 1MW。這一增長要求設計人員從根本上重新構想從電網(wǎng)到處理器柵極的整個數(shù)據(jù)中心電力輸送路徑。

就在幾年前，48V 基礎設施還被視為“下一個重大挑戰(zhàn)”，但在 1MW 級機架中使用 48V 配電將需要近 450 磅銅材來控制配電損耗，這在重量和成本上都是不可持續(xù)的。如今，TI 的電源管理與傳感技術可實現(xiàn)高達 800V 的直流架構。因此，我們與 Nvidia 合作開發(fā)了 800V 高壓直流配電生態(tài)系統(tǒng)，以滿足持續(xù)增長的計算與電力需求。

800V_直流配電

高壓電力轉換是未來 AI 數(shù)據(jù)中心電力輸送架構的核心。氮化鎵 (GaN) 等技術可在此類系統(tǒng)中實現(xiàn)高功率密度和轉換效率。

此外，要確保 800V_直流 系統(tǒng)安全運行，需要高壓傳感、保護和安全隔離。800V高壓直流系統(tǒng)架構需要固態(tài)繼電器、高壓熱插拔、用于備用電池單元和中央電池單元的高精確度電池監(jiān)測器、隔離式柵極驅動器、隔離式電流傳感器及電壓傳感器等產(chǎn)品與技術，如 圖 1 所示。

這類系統(tǒng)架構能為數(shù)據(jù)中心提供高可靠性、高能效的電力分配方案。

新一代 AI 處理器

要在 48V 與處理器功率級別提升功率密度及熱管理效率，除高壓直流配電外，還需要更多創(chuàng)新。本質上，雖然功率需求持續(xù)增長，但機架和托盤尺寸不應增大。電源解決方案必須向更高密度與更高效率演進。

TI 的 100V 中壓 GaN 技術助力 48V 供電向更高效率與密度發(fā)展，實現(xiàn)更強集成度、更優(yōu)能效及更小的整體解決方案尺寸。我們的集成式 GaN 解決方案簡化了以往更復雜、密度更高且效率更高的中間總線轉換器架構。

為滿足當今系統(tǒng)超過 1,000A 的處理需求，需要高頻多相處理器供電方案。TI 的高性能雙極性互補金屬氧化物半導體 (CMOS) 雙擴散 MOS (DMOS) 電源工藝可降低多相處理器的功耗。在這方面，TI 也正在和 Nvidia 緊密合作，共同定義新一代多相解決方案要求，以支持超過 1MW 的機架發(fā)展趨勢。

結語

隨著技術演進和需求日益復雜，TI 與 Nvidia 的合作將持續(xù)為未來系統(tǒng)提供集成式高性能解決方案，融合世界級能源與 AI 專業(yè)技術，共同推動切實的革命性進展。

其他資源

• 詳細了解我們的 數(shù)據(jù)中心和企業(yè)計算
• 觀看我們的 “為數(shù)據(jù)中心供電：從電網(wǎng)到柵極” 視頻。
• 查閱 Nvidia 的博客文章 “Nvidia 800V HVDC 架構賦能新一代 AI 工廠發(fā)展”。