Infineon與NVIDIA合作為AI 數據中心設計供電系統

Infineon Technologies AG 與 NVIDIA 合作，正在開(kāi)發(fā)基于新架構的下一代電源系統，該架構具有 800 V 集中發(fā)電和高壓直流 （HVDC） 功能，用于 AI 數據中心內的配電。

新的系統架構顯著(zhù)增強了整個(gè) AI 數據中心的節能配電，支持直接在服務(wù)器主板內的 AI 芯片 （GPU） 上進(jìn)行電源轉換。英飛凌正在利用其在從電網(wǎng)到核心的功率轉換方面的專(zhuān)業(yè)知識，基于硅 （Si）、碳化硅 （SiC） 和氮化鎵 （GaN） 等所有相關(guān)半導體材料，推動(dòng)全面 HVDC 架構的路線(xiàn)圖。

由于 AI 數據中心已經(jīng)使用超過(guò) 100,000 個(gè)單獨的 GPU，因此對更高效供電的需求變得越來(lái)越重要。據估計，到本十年末，AI 數據中心將需要每個(gè) IT 機架 1 兆瓦或更高的功率輸出。因此，HVDC 架構與高密度多相系統相結合，將為行業(yè)樹(shù)立新標準，推動(dòng)高質(zhì)量組件和配電系統的發(fā)展。

“英飛凌正在推動(dòng)人工智能的創(chuàng )新，”英飛凌電源和傳感器系統部總裁 Adam White 說(shuō)。英飛凌在從電網(wǎng)到核心的 AI 驅動(dòng)方面的應用和系統專(zhuān)業(yè)知識，與 NVIDIA 在加速計算方面的世界領(lǐng)先專(zhuān)業(yè)知識相結合，為 AI 數據中心的電源架構新標準鋪平了道路，以實(shí)現更快、更高效和可擴展的 AI 基礎設施。

“新的 800V HVDC 系統架構可在整個(gè)數據中心提供高可靠性、高能效的配電，”NVIDIA 系統工程副總裁 Gabriele G?rra 說(shuō)?！巴ㄟ^(guò)這種創(chuàng )新方法，NVIDIA 可以?xún)?yōu)化我們先進(jìn) AI 基礎設施的能耗，這支持我們對可持續發(fā)展的承諾，同時(shí)還提供下一代 AI 工作負載所需的性能和可擴展性?！?/p>

目前，AI 數據中心的電力供應是分散的。這意味著(zhù) AI 芯片由大量的電源單元供電。未來(lái)的系統架構將是集中式的，從而最大限度地利用服務(wù)器機架中的約束空間。這將增加尖端功率半導體解決方案的重要性，這些解決方案使用最少的功率轉換級，并允許升級到更高的配電電壓。

HVDC 架構的主要優(yōu)勢

目前，AI 數據中心的配電涉及多次電壓轉換，隨著(zhù) AI 的計算需求導致功率需求增加，這會(huì )導致效率低下和復雜性增加。NVIDIA 800 V HVDC 架構使用工業(yè)級整流器在數據中心周邊將高壓交流電網(wǎng)電力直接轉換為 800 V HVDC。這消除了大多數中間轉換步驟，以及許多 AC/DC 和 DC/DC 轉換過(guò)程中的相關(guān)能量損失。

HVDC 架構還顯著(zhù)減少了電源鏈中所需的帶風(fēng)扇的電源單元數量，從而提高了系統可靠性、降低了散熱、減少了組件數量并提高了能源效率。由于冷卻是 AI 數據中心能源預算的重要組成部分，因此減少散熱會(huì )對設備和能源成本產(chǎn)生重大影響。由于電源裝置故障的減少，維護成本也可以降低高達 70%。

在配電中使用 800 V 母線(xiàn)槽而不是交流電，可以通過(guò)相同尺寸的導體傳輸 85% 的功率，因為更高的電壓降低了電流需求并降低了電阻損耗。電流較低時(shí)，較細的導體可以處理相同的負載。這減少了 45% 的銅需求，并消除了交流電特定的低效率，包括集膚效應和無(wú)功功率損失。