Vicor針對2022年電力市場(chǎng)預測 超大規模數據中心將加速成長(cháng)

預測1：快速處理巨量數據的需求將推動(dòng)超大規模數據中心的成長(cháng)
 

隨著(zhù)處理器電流的增加，熱管理將是主要的挑戰。

Emergen Research最近發(fā)布的一份報告顯示，2022 年，全球超大規模計算市場(chǎng)將繼續在 2021 年約 1470 億美元的基礎上保持猛烈成長(cháng)，預計到 2028 年，收入的年復合成長(cháng)率將達到 27.4%。實(shí)現成長(cháng)的重要推動(dòng)因素有很多，其中包括不斷成長(cháng)的云端運算工作負載、數據中心優(yōu)化、社群媒體平臺以及data-as-a-service數據即服務(wù)的出現。
高效能運算 (HPC) 主要有三種應用：人工智能和機器學(xué)習 (AI/ML)、超級計算機運算以及超大規模運算，每種應用都有一系列特定的需求。
AI/ML 的目標是透過(guò)巨量數據建立有意義的分析模型（即訓練），該項工作的完成必須是可預測、可重復和超低延遲的。為了實(shí)現這個(gè)目標，開(kāi)發(fā)了專(zhuān)用處理器和運算系統，例如 Nvidia DGX 和 Cerebras CS-2 系統。之前，這些平臺所使用的高效能處理器是采用 10nm 制程制造，現在它們正在向 7nm 甚至 5nm 制程發(fā)展。
這類(lèi)處理器的核心電壓范圍在 0.8V 至 0.66V 之間，并且在穩態(tài)電流超過(guò) 1kA、峰值電流超過(guò) 2kA 時(shí)，并正逐漸接近 0.34V。
在如此高的電流下，供電在管理 I2R 損耗的過(guò)程中至關(guān)重要。而在接近負載的位置提供電流倍增器進(jìn)行橫向供電，有助于降低 PDN 提升負載電流至500A，垂直供電則可進(jìn)一步降低PDN將負載電流提升至 1kA 以上。
對于超大規模云端運算數據中心，影響設計的兩個(gè)主要因素是總體擁有成本和電源使用效率。在機架中使用 48V 配電，不僅可縮小機架空間，而且還能使用可擴充的 48V 電池備援系統，其可消除大型不間斷電源。所有這一切都有助于提高機架密度，也就是說(shuō)可提高運算容量、改善總體擁有成本。
預測 2：數據中心營(yíng)運商仍會(huì )爭論選擇 AC 電源還是 DC 電源
DC 直流配電最重要的優(yōu)勢包括可消除大型 AC-DC UPS 系統以及無(wú)需擔心運算負載分配的平衡等。但它也有其自己的缺點(diǎn)，比如除了少數高壓 DC 工程儲備人才外，沒(méi)有人能直接接觸高壓 DC 電源，以及為數不多能提供高壓 DC 生態(tài)系統組件（熔斷器和高功率斷開(kāi)器等）的廠(chǎng)商。
現代數據中心最常用的方法是將三相 AC 電源引入建筑物內，然后將其分成三路單相 AC 線(xiàn)路，該 AC 線(xiàn)路由其自己的 UPS 系統備份。這種架構不僅需要更高的前期基礎設施成本，而且還需要確保在三相之間均勻地分配工作負載。除此之外，還需要有有大量的人才儲備以及在執行大型數據中心項目方面擁有豐富專(zhuān)業(yè)技術(shù)的成熟供貨商合作伙伴生態(tài)系統。值得注意的是，無(wú)論選擇 AC 配電，還是 DC 配電，最終所有電子負載都是基于低壓 DC 電源工作。因此，與典型 12V DC 配電相比，使用 48V DC 配電優(yōu)化「最后一哩」應用，將帶來(lái)降低功耗的巨大優(yōu)勢。此外，將 48V 直接轉換用于大電流 PoL（48V-PoL），還可進(jìn)一步降低功耗，從而將顯著(zhù)簡(jiǎn)化熱管理過(guò)載問(wèn)題。該組合在將大部分可用輸入電源用于提供高密度運算，以滿(mǎn)足更低總體擁有成本需求的過(guò)程中發(fā)揮了重要作用。