Lakuni ta' enerġija tranżitorji fil-livell ta' millisekonda f'BBUs ta' rack tas-server tal-AI: Għaliex "superkapaċitatur ibridu (LIC) + BBU" huwa aktar adattat?

Ir-racks tas-servers tal-AI jesperjenzaw żidiet fil-qawwa fil-livell ta' millisekonda (tipikament 1–50 ms) u tnaqqis fil-vultaġġ tal-bus DC waqt qlib rapidu bejn tagħbijiet ta' taħriġ u ta' inferenza. NVIDIA, fid-disinn tar-rack tal-enerġija GB300 NVL72 tagħha, issemmi li r-rack tal-enerġija tagħha jintegra komponenti tal-ħażna tal-enerġija u jaħdem ma' kontrollur biex jikseb twittija rapida tal-enerġija tranżitorja fil-livell tar-rack (ara r-referenza [1]).

Fil-prattika tal-inġinerija, l-użu ta' "superkapaċitatur ibridu (LIC) + BBU (Unità ta' Backup tal-Batterija)" biex jifforma saff ta' buffer fil-qrib jista' jifred "rispons temporanju" u "enerġija ta' backup għal żmien qasir": l-LIC huwa responsabbli għall-kumpens fil-livell ta' millisekonda, u l-BBU huwa responsabbli għat-teħid f'kontroll fil-livell ta' sekonda sa minuta. Dan l-artikolu jipprovdi approċċ ta' għażla riproduċibbli għall-inġiniera, lista ta' indikaturi ewlenin, u elementi ta' verifika. Jekk jittieħed l-YMIN SLF 4.0V 4500F (unità waħda ESR≤0.8mΩ, kurrent ta' skarika kontinwa 200A, il-parametri għandhom jirreferu għall-iskeda tal-ispeċifikazzjoni [3]) bħala eżempju, jipprovdi suġġerimenti ta' konfigurazzjoni u appoġġ ta' dejta komparattiva.

Il-provvisti tal-enerġija tar-rack BBU qed iċċaqalqu t-“twittija tal-enerġija temporanja” eqreb lejn it-tagħbija.

Hekk kif il-konsum tal-enerġija ta' rack wieħed jilħaq il-livell ta' mijiet ta' kilowatts, it-tagħbija tax-xogħol tal-AI tista' tikkawża żidiet qawwija fil-kurrent fi żmien qasir. Jekk it-tnaqqis fil-vultaġġ tal-bus jaqbeż il-limitu tas-sistema, dan jista' jqanqal protezzjoni tal-motherboard, żbalji fil-GPU, jew restarts. Biex jitnaqqsu l-impatti qawwija fuq il-provvista tal-enerġija upstream u l-grid, xi arkitetturi qed jintroduċu strateġiji ta' buffering u kontroll tal-enerġija fi ħdan ir-rack tal-enerġija, li jippermettu li ż-żidiet qawwija fil-qawwa jiġu "assorbiti u rilaxxati lokalment" fi ħdan ir-rack. Il-messaġġ ewlieni ta' dan id-disinn huwa: il-problemi temporanji għandhom jiġu indirizzati l-ewwel fil-post l-eqreb tat-tagħbija.

Fis-servers mgħammra b'GPUs ta' qawwa ultra-għolja (livell ta' kilowatt) bħal NVIDIA GB200/GB300, l-isfida ewlenija li jiffaċċjaw is-sistemi tal-enerġija bidlet mill-enerġija ta' backup tradizzjonali għall-immaniġġjar ta' żidiet fil-qawwa temporanja fil-livelli ta' millisekonda u mijiet ta' kilowatt. Soluzzjonijiet tradizzjonali ta' enerġija ta' backup BBU, iċċentrati fuq batteriji taċ-ċomb-aċidu, isofru minn konġestjonijiet fil-veloċità tar-rispons u d-densità tal-qawwa minħabba dewmien inerenti fir-reazzjoni kimika, reżistenza interna għolja, u kapaċitajiet limitati ta' aċċettazzjoni dinamika taċ-ċarġ. Dawn l-konġestjonijiet saru fatturi ewlenin li jirrestrinġu t-titjib tal-qawwa tal-kompjuters ta' rack wieħed u l-affidabbiltà tas-sistema.

Tabella 1: Dijagramma skematika tal-post tal-modalità ta' ħażna ta' enerġija ibrida bi tliet livelli fir-rack BBU (dijagramma tat-tabella)

Evoluzzjoni tal-Arkitettura

Minn “Backup tal-Batterija” għal “Modalità ta’ Ħażna tal-Enerġija Ibrida bi Tliet Livelli”

Il-BBUs tradizzjonali jiddependu primarjament fuq batteriji għall-ħażna tal-enerġija. Meta jiffaċċjaw nuqqasijiet ta' enerġija fil-livell ta' millisekondi, il-batteriji, limitati mill-kinetika tar-reazzjoni kimika u r-reżistenza interna ekwivalenti, ħafna drabi jirrispondu inqas malajr mill-ħażna tal-enerġija bbażata fuq capacitors. Għalhekk, is-soluzzjonijiet rack-side bdew jadottaw strateġija f'livelli: "LIC (transient) + BBU (short-time) + UPS/HVDC (long-time)":

LIC imqabbad b'mod parallel ħdejn id-DC Bus: jieħu ħsieb il-kumpens tal-enerġija fil-livell ta' millisekonda u l-appoġġ tal-vultaġġ (iċċarġjar u skarikar b'rata għolja).

BBU (batterija jew ħażna oħra tal-enerġija): tieħu f'idejha t-teħid f'idejn minn livell ta' sekonda sa minuta (sistema ddisinjata għal tul ta' żmien ta' backup).

UPS/HVDC fil-livell taċ-ċentru tad-dejta: jimmaniġġja l-provvista tal-enerġija mingħajr interruzzjoni fit-tul u r-regolazzjoni min-naħa tal-grilja.

Din id-diviżjoni tax-xogħol tissepara l-"varjabbli veloċi" mill-"varjabbli bil-mod": tistabbilizza x-xarabank filwaqt li tnaqqas l-istress fit-tul u l-pressjoni tal-manutenzjoni fuq l-unitajiet tal-ħażna tal-enerġija.

Analiżi fil-fond: Għaliex YMINSuperkapaċitaturi Ibridi?

Is-superkapaċitatur ibridu LIC (Lithium-ion Capacitor) ta' ymin jgħaqqad strutturalment il-karatteristiċi ta' qawwa għolja tal-kapaċitaturi mad-densità għolja tal-enerġija ta' sistema elettrokimika. F'xenarji ta' kumpensazzjoni temporanja, iċ-ċavetta biex tiflaħ it-tagħbija hija: li toħroġ l-enerġija meħtieġa fil-mira Δt, u li twassal kurrent tal-polz kbir biżżejjed fil-medda permessa taż-żieda fit-temperatura u t-tnaqqis fil-vultaġġ.

Qawwa Għolja tal-Ħruġ: Meta t-tagħbija tal-GPU tinbidel f'daqqa jew il-grid tal-enerġija jvarja, il-batteriji tradizzjonali taċ-ċomb-aċidu, minħabba r-rata bil-mod ta' reazzjoni kimika tagħhom u r-reżistenza interna għolja, jesperjenzaw deterjorament rapidu fil-kapaċità dinamika ta' aċċettazzjoni taċ-ċarġ tagħhom, li tirriżulta f'inkapaċità li jirrispondu f'millisekondi. Is-superkapaċitatur ibridu jista' jlesti kumpensazzjoni istantanja fi żmien 1-50ms, segwit minn enerġija ta' backup ta' minuta mill-provvista tal-enerġija ta' backup tal-BBU, li tiżgura vultaġġ stabbli tal-bus u tnaqqas b'mod sinifikanti r-riskju ta' ħsarat fil-motherboard u l-GPU.

Ottimizzazzjoni tal-Volum u l-Piż: Meta tqabbel "l-enerġija disponibbli ekwivalenti (determinata mit-tieqa tal-vultaġġ V_hi→V_lo) + it-tieqa tranżitorja ekwivalenti (Δt)," is-soluzzjoni tas-saff tal-bafer LIC tipikament tnaqqas il-volum u l-piż b'mod sinifikanti meta mqabbla mal-backup tradizzjonali tal-batterija (tnaqqis fil-volum ta' madwar 50%–70%, tnaqqis fil-piż ta' madwar 50%–60%, il-valuri tipiċi mhumiex disponibbli pubblikament u jeħtieġu verifika tal-proġett), u b'hekk tillibera l-ispazju tar-rack u r-riżorsi tal-fluss tal-arja. (Il-perċentwal speċifiku jiddependi fuq l-ispeċifikazzjonijiet, il-komponenti strutturali, u s-soluzzjonijiet ta' dissipazzjoni tas-sħana tal-oġġett ta' tqabbil; hija rakkomandata verifika speċifika għall-proġett.)

Titjib fil-Veloċità tal-Iċċarġjar: L-LIC għandu kapaċitajiet ta' ċċarġjar u skarika b'rata għolja, u l-veloċità tal-iċċarġjar tiegħu hija tipikament ogħla minn dik tas-soluzzjonijiet tal-batteriji (titjib fil-veloċità ta' aktar minn 5 darbiet, li tikseb iċċarġjar veloċi ta' kważi għaxar minuti; sors: superkapaċitatur ibridu kontra valuri tipiċi tal-batterija taċ-ċomb-aċidu). Il-ħin tal-iċċarġjar huwa determinat mill-marġni tal-qawwa tas-sistema, l-istrateġija tal-iċċarġjar, u d-disinn termali. Huwa rakkomandat li jintuża "ħin meħtieġ biex jiċċarġja għal V_hi" bħala metrika ta' aċċettazzjoni, flimkien ma' evalwazzjoni ripetuta taż-żieda fit-temperatura tal-polz.

Ċiklu ta' ħajja twil: L-LIC tipikament juri ċiklu ta' ħajja itwal u rekwiżiti ta' manutenzjoni aktar baxxi taħt kundizzjonijiet ta' ċċarġjar u skarikar ta' frekwenza għolja (miljun ċiklu, aktar minn 6 snin ta' ħajja, madwar 200 darba dak tal-batteriji tradizzjonali taċ-ċomb-aċidu; sors: Superkapaċitaturi ibridi meta mqabbla ma' batteriji tipiċi taċ-ċomb-aċidu). Il-limiti taċ-ċiklu tal-ħajja u ż-żieda fit-temperatura huma soġġetti għal speċifikazzjonijiet u kundizzjonijiet ta' ttestjar speċifiċi. Minn perspettiva taċ-ċiklu tal-ħajja sħiħ, dan jgħin biex jitnaqqsu l-ispejjeż tat-tħaddim u l-manutenzjoni u tal-ħsara.

Figura 2: Skematika tas-Sistema tal-Ħażna tal-Enerġija Ibrida:

Batterija tal-jone tal-litju (livell ta' sekonda) + Kondensatur tal-jone tal-litju LIC (buffer ta' livell ta' millisekonda)

Ibbażat fuq id-disinn ta' referenza Ġappuniż Musashi CCP3300SC (3.8V 3000F) tal-NVIDIA GB300, jiftaħar b'densità ta' kapaċità ogħla, vultaġġ ogħla, u kapaċità ogħla fl-ispeċifikazzjonijiet disponibbli pubblikament tiegħu: vultaġġ operattiv ta' 4.0V u kapaċità ta' 4500F, li jirriżulta f'ħażna ta' enerġija ta' ċellula waħda ogħla u kapaċitajiet ta' buffering aktar b'saħħithom fl-istess daqs ta' modulu, u jiżgura rispons ta' millisekondi mingħajr kompromessi.

Parametri ewlenin tas-superkapaċitaturi ibridi tas-serje YMIN SLF:

Vultaġġ Nominali: 4.0V; Kapaċità Nominali: 4500F

Reżistenza Interna DC/ESR: ≤0.8mΩ

Kurrent ta' Skarika Kontinwa: 200A

Firxa tal-Vultaġġ Operattiv: 4.0–2.5V

Bl-użu tas-soluzzjoni ta' buffer lokali BBU bbażata fuq superkapaċitatur ibridu ta' YMIN, tista' tipprovdi kumpens ta' kurrent għoli lix-xarabank DC f'tieqa ta' millisekonda, u b'hekk ittejjeb l-istabbiltà tal-vultaġġ tax-xarabank. Meta mqabbel ma' soluzzjonijiet oħra bl-istess enerġija disponibbli u tieqa tranżitorja, is-saff tal-buffer tipikament inaqqas l-okkupazzjoni tal-ispazju u jillibera r-riżorsi tar-rack. Huwa wkoll aktar adattat għal iċċarġjar u skarikar ta' frekwenza għolja u rekwiżiti ta' rkupru rapidu, u b'hekk tnaqqas il-pressjoni tal-manutenzjoni. Il-prestazzjoni speċifika għandha tiġi vverifikata abbażi tal-ispeċifikazzjonijiet tal-proġett.

Gwida għall-Għażla: Tqabbil Preċiż max-Xenarju

Quddiem l-isfidi estremi tal-qawwa tal-komputazzjoni tal-AI, l-innovazzjoni fis-sistemi tal-provvista tal-enerġija hija kruċjali.Superkapaċitatur ibridu SLF 4.0V 4500F ta' YMIN, bit-teknoloġija proprjetarja solida tagħha, tipprovdi soluzzjoni ta' saff ta' buffer BBU prodotta domestikament ta' prestazzjoni għolja u affidabbli ħafna, li tipprovdi appoġġ ewlieni għall-evoluzzjoni kontinwa stabbli, effiċjenti u intensiva taċ-ċentri tad-dejta tal-AI.

Jekk teħtieġ informazzjoni teknika dettaljata, nistgħu nipprovdulek: datasheets, dejta tat-test, tabelli tal-għażla tal-applikazzjoni, kampjuni, eċċ. Jekk jogħġbok ipprovdi wkoll informazzjoni ewlenija bħal: vultaġġ tal-bus, ΔP/Δt, dimensjonijiet tal-ispazju, temperatura ambjentali, u speċifikazzjonijiet tal-ħajja sabiex inkunu nistgħu nipprovdulek malajr rakkomandazzjonijiet ta' konfigurazzjoni.

Taqsima ta' Mistoqsijiet u Tweġibiet

M: It-tagħbija tal-GPU ta' server tal-AI tista' tiżdied b'150% fi ftit millisekondi, u l-batteriji tradizzjonali taċ-ċomb-aċidu ma jistgħux ilaħħqu. X'inhu l-ħin speċifiku ta' rispons tas-superkapaċitaturi tal-jone tal-litju YMIN, u kif tikseb dan l-appoġġ rapidu?

A: Is-superkapaċitaturi ibridi YMIN (SLF 4.0V 4500F) jiddependu fuq prinċipji ta' ħażna fiżika tal-enerġija u għandhom reżistenza interna baxxa ħafna (≤0.8mΩ), li jippermettu skarika istantanja b'rata għolja fil-medda ta' 1-50 millisekonda. Meta bidla f'daqqa fit-tagħbija tal-GPU tikkawża tnaqqis qawwi fil-vultaġġ tal-bus DC, tista' tirrilaxxa kurrent kbir kważi mingħajr dewmien, u tikkumpensa direttament il-qawwa tal-bus, u b'hekk tixtri ħin biex il-provvista tal-enerġija tal-BBU backend tqum u tieħu f'idejha, ​​u b'hekk tiżgura tranżizzjoni bla xkiel tal-vultaġġ u tevita żbalji komputazzjonali jew ħsarat fil-hardware kkawżati minn tnaqqis fil-vultaġġ.

Sommarju fl-aħħar ta’ dan l-artiklu

Xenarji Applikabbli: Adattat għal BBUs (Backup Power Units) fil-livell tar-rack tas-server tal-AI f'xenarji fejn ix-xarabank DC tiffaċċja żidiet fil-qawwa/tnaqqis fil-vultaġġ temporanju fil-livell ta' millisekonda; applikabbli għal arkitettura ta' buffer lokali ta' "supercapacitor ibridu + BBU" għall-istabbilizzazzjoni tal-vultaġġ tax-xarabank u kumpens temporanju taħt qtugħ tad-dawl għal żmien qasir, varjazzjonijiet fil-grilja, u bidliet f'daqqa fit-tagħbija tal-GPU.

Vantaġġi Ewlenin: Rispons veloċi fil-livell ta' millisekonda (li jikkumpensa għal twieqi temporanji ta' 1-50ms); reżistenza interna baxxa/kapaċità ta' kurrent għoli, li ttejjeb l-istabbiltà tal-vultaġġ tal-bus u tnaqqas ir-riskju ta' restarts mhux mistennija; jappoġġja ċċarġjar u skarikar b'rata għolja u ċċarġjar veloċi, u b'hekk tqassar il-ħin ta' rkupru tal-enerġija ta' backup; aktar adattat għal kundizzjonijiet ta' ċċarġjar u skarikar ta' frekwenza għolja meta mqabbel ma' soluzzjonijiet tradizzjonali tal-batteriji, u jgħin biex titnaqqas il-pressjoni tal-manutenzjoni u l-ispejjeż totali taċ-ċiklu tal-ħajja.

Mudell Rakkomandat: YMIN Superkapaċitatur Ibridu Kwadru SLF 4.0V 4500F

Akkwiżizzjoni ta' Dejta (Speċifikazzjonijiet/Rapporti tat-Testijiet/Kampjuni):

Sit elettroniku uffiċjali: www.ymin.com
Linja ta' Assistenza Teknika: 021-33617848

Referenzi (Sorsi Pubbliċi)

[1] Informazzjoni Pubblika Uffiċjali/Blogg Tekniku tal-NVIDIA: Introduzzjoni għal GB300 NVL72 (Power Shelf) Transient Smoothing/Ħażna tal-Enerġija fil-Livell tar-Rack

[2] Rapporti Pubbliċi mill-Midja/Istituzzjonijiet bħal TrendForce: Applikazzjonijiet LIC Relatati mal-GB200/GB300 u Informazzjoni dwar il-Katina tal-Provvista

[3] Shanghai YMIN Electronics tipprovdi l-“Speċifikazzjonijiet tas-Superkapaċitatur Ibridu SLF 4.0V 4500F”