这场由东谈主工智能驱动的电力改变,正重塑从芯片到电网的整个这个词供电体系。
英飞凌最新白皮书建议七轻便道预测,描摹了AI供电的将来图景:将来十年,单颗处理器负载电流将达到10,000安培,是现时水平的10倍;电源架功率等第将冲破100千瓦;AI干事器机架功耗将冲破1兆瓦;数据中心功耗需求将迈向吉瓦级鸿沟......
该公司电源与传感器系统职业部总裁Adam White指出,自2022年底ChatGPT发布以来,AI时期的指数级增长带来了前所未有的功率需求挑战,迫使行业不停冲破创新界限。
这些预测涵盖了从垂直供电时期到直流微电网的全标的变革,将对数据中心运营商、斥地制造商和投资者产生长远影响。跟着AI责任负载的捏续增长,传统的48V供电架构将被高压直流系统取代,而可再灵活力的整合也将成为闲隙繁密能耗需求的要道。
预测一:垂直供电将主导将来处理器架构英飞凌预测,垂直供电将成为当代处理器的要道时期。
白皮书指出,GPU和TPU接管开首进工艺制程(如台积电N4P),通过多片硅片集成冲破单一制程收尾。跟着芯片尺寸增大、供电电压降至约0.4V,总电流破钞瞻望十年内攀升至10,000安培。传统横向供电形式在如斯高电流下占用空间繁密且损耗显耀,电能将通过主板垂直传递至处理器后头。
英飞凌提供从分建功率级到四相垂直功率模块的完好居品组合,第三代居品电流密度已达2A/mm²。公司将OptiMOS™ 7系列低压硅基MOSFET时期与芯片镶嵌封装时期及专利3D集成工艺连结结,在垂直供电决策中杀青前所未有的功率密度。
预测二:高压直流供电架构将取代48V生态当单机架功率冲破1兆瓦时,系统架构必须从48V生态转向800V或±400V高压直流供电。这一溜变瞻望在单机架功率达到200-250千瓦时出现,此时48V总线母排需承载4100-5200A电流。
将来干事器主板将奏凯开动于800V或±400V电压下,需要引入电子保障丝、热插拔功能等新模块。英飞凌基于XDP™ XDP70x热插拔戒指器与CoolSiC™ JFET时期的管制决策,好像杀青受控预充电并在相那时快速断开贯串。
公司开发的6千瓦800V→12V演示板功率密度突出2300W/in³,峰值收尾达97.4%,满载收尾为96.6%。
预测三:AI机架功耗步入兆瓦期间白皮书指出,本质万亿级参数AI模子需要数千颗GPU集成在归拢台机器中同步开动。由于IT机架里面数据传输速度远高于机架之间,行业趋势是在单个IT机架内集成更多GPU。当单个机架集成多达72台刀片干事器时,IT机架总功率将在十年内冲破1兆瓦。
在如斯高功率水平下,机架里面空间成为主要物理收尾。AI机架将更专注于IT负载与高速通讯功能,电源模块、电板备用储能单位等附加功能将移动至侧柜或赞成机架。
预测四:电源架功率等第将冲破100千瓦当IT机架功率接近100千瓦时,基于单相疏导输入的12千瓦PSU可升级并保捏1U紧凑尺寸。每个电源架可容纳6个电源模块(72千瓦),每个机架最多配置8个电源架,为迈向1兆瓦IT机架奠定基础。
英飞凌在12千瓦PSU演示板中接管多电平架构,高压部分使用400V CoolSiC™ MOSFET,次级侧接管80V CoolGaN™ HEMT。当单个IT机架功率升迁至1兆瓦时,数据中心将从单相PSU转向三相PSU,奏凯接入400V AC或480V AC三相疏导电网。
预测五:新一代数据中心功率需求迈向吉瓦级当代GPU功耗不停攀升和AI忖度节点密集部署,使新建数据中心用电需求已达数百兆瓦级别。将来几年将出现故意的"AI工场",在归拢数据中心园区内用电量将达到吉瓦级,甚而突出数吉瓦。多家超大鸿沟数据中心运营商已发布相关建树狡计。
英飞凌提供笼罩400V至3.3kV种种封装的CoolSiC™ MOSFET、CoolSiC™ JFET保护电路,以及80V至650V超高速开关GaN HEMT,确保吉瓦级数据中心杀青无袭击踏实开动。
预测六:配电系统将转向直流微电网当功率需求靠拢吉瓦级时,必须建立全新配电基础次第。直流微电网被觉得是最有后劲塑造将来AI数据中心的架构决策,电能由中压疏导电网(10-35kV)奏凯围聚生成,以高压直流风景分拨,放置传统AC-DC电源模块。
固态变压器(SST)时期将推崇要道作用,好像奏凯从10kV-35kV中压疏导电网接管电能,提供踏实可调的高压直发配电。每台固态变压器输出功率瞻望可达2-10兆瓦。英飞凌为此类利用提供普遍的CoolSiC™ MOSFET和IGBT居品组合(电压范围笼罩750V-3300V)。
预测七:可再灵活力成为AI发展要道敛迹左证外洋动力署预测,AI是将来十年大众电力需求增长的三大驱上路分之一。大众数据中心所使用电力中,来自可再灵活力的比例正靠拢50%。要复旧下一轮AI爆发式增长,电力必须以可捏续形式取得。
英飞凌瞻望:
AI数据中心必须接管可再灵活力开脱对化石燃料的依赖,支捏1吉瓦级数据中心开动约需8平日公里太阳能电场
核电和微型核反映堆将来将踏实供应零碳动力
尽管非可再灵活力仍将推崇作用,但大众趋势聚焦于激动数据中心低碳化
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