การออกแบบอ้างอิง GaN ขนาด 3.2kW สำหรับพลัง AI ของศูนย์ข้อมูล

การออกแบบอ้างอิงเซิร์ฟเวอร์ CRPS185 3 Titanium Plus จาก Navitas เหนือกว่าข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพ 80Plus Titanium ที่เข้มงวด เพื่อตอบสนองความต้องการพลังงานที่เพิ่มขึ้นของพลังงานศูนย์ข้อมูล AI
โปรเซสเซอร์ AI ที่ใช้พลังงานสูง เช่น DGX GH200 'Grace Hopper' ของ Nvidia ต้องการกำลังไฟสูงถึง 1,600 W ต่อตัว กำลังขับเคลื่อนข้อกำหนดกำลังต่อแร็คตั้งแต่ 30-40 kW สูงถึง 100 kW ต่อตู้ในขณะเดียวกัน ด้วยการมุ่งเน้นระดับโลกในเรื่องการอนุรักษ์พลังงานและการลดการปล่อยก๊าซ เช่นเดียวกับกฎระเบียบล่าสุดของยุโรป พาวเวอร์ซัพพลายของเซิร์ฟเวอร์จะต้องเกินข้อกำหนดประสิทธิภาพ 80Plus 'Titanium'

● GaN halfbridge รวมเป็นแพ็คเกจเดียว
● IC กำลัง GaN รุ่นที่สาม

การออกแบบอ้างอิง Navitas ช่วยลดเวลาในการพัฒนาและช่วยให้ประหยัดพลังงาน ความหนาแน่นของพลังงาน และต้นทุนระบบที่สูงขึ้นโดยใช้ IC พลังงาน GaNFastแพลตฟอร์มระบบเหล่านี้ประกอบด้วยหลักประกันการออกแบบที่สมบูรณ์พร้อมด้วยฮาร์ดแวร์ที่ผ่านการทดสอบอย่างสมบูรณ์ ซอฟต์แวร์แบบฝัง แผนผัง รายการวัสดุ เค้าโครง การจำลอง และผลการทดสอบฮาร์ดแวร์

CRPS185 ใช้การออกแบบวงจรล่าสุด รวมถึง PFC โทเท็มโพล CCM แบบอินลีฟร่วมกับ Full-bridge LLCส่วนประกอบที่สำคัญคือวงจรรวมพลังงาน GaNFast 650V ใหม่ของ Navitas พร้อมด้วยไดรฟ์ GaN ในตัวที่แข็งแกร่งและความเร็วสูงเพื่อจัดการกับปัญหาความไวและความเปราะบางที่เกี่ยวข้องกับชิป GaN แบบแยก
นอกจากนี้ Power IC ของ GaNFast ยังมีการสูญเสียการสลับที่ต่ำมาก ด้วยความสามารถด้านแรงดันไฟฟ้าชั่วคราวสูงถึง 800 V และข้อดีด้านความเร็วสูงอื่นๆ เช่น ค่าเกตต่ำ (Qg) ความจุเอาต์พุต (COSS) และไม่มีการสูญเสียการกู้คืนแบบย้อนกลับ (Qrr ).เนื่องจากการสลับความเร็วสูงช่วยลดขนาด น้ำหนัก และต้นทุนของส่วนประกอบแบบพาสซีฟในแหล่งจ่ายไฟ Navitas ประมาณการว่า Power IC ของ GaNFast ช่วยประหยัด 5% ของต้นทุนวัสดุของระบบ LLC-stage บวกกับ 64 ดอลลาร์ต่อแหล่งจ่ายไฟสำหรับการผลิตไฟฟ้าในระยะเวลา 3 ปี

การออกแบบใช้ข้อกำหนดคุณสมบัติฟอร์มแฟคเตอร์ 'Common Redundant Power Supply' (CRPS) ที่กำหนดโดย Open Compute Project ระดับไฮเปอร์สเกล ซึ่งรวมถึง Facebook, Intel, Google, Microsoft และ Dell

● ศูนย์ออกแบบจีนสำหรับศูนย์ข้อมูล GaN
● แหล่งจ่ายไฟ CPRS AC-DC ขนาด 2400W มีประสิทธิภาพ 96%

เมื่อใช้ CPRS แพลตฟอร์ม CRPS185 ให้กำลังไฟเต็ม 3,200 W ในขนาดเพียง 1U (40 มม.) x 73.5 มม. x 185 มม. (544 ซีซี) ได้ 5.9 W/cc หรือเกือบ 100 W/in3 ความหนาแน่นของพลังงานนี่คือการลดขนาดลง 40% เทียบกับแนวทางซิลิคอนแบบเดิมที่เทียบเท่า และเกินมาตรฐานประสิทธิภาพของ Titanium ได้อย่างง่ายดาย โดยสูงถึง 96.5% ที่โหลด 30% และมากกว่า 96% ขยายจาก 20% เป็น 60% โหลด

เมื่อเปรียบเทียบกับโซลูชัน 'Titanium' แบบดั้งเดิม การออกแบบ Navitas CRPS185 3,200 W 'Titanium Plus' ที่ทำงานที่โหลดทั่วไป 30% สามารถลดการใช้ไฟฟ้าได้ 757 kWh และลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ได้ 755 กก. ในระยะเวลา 3 ปีการลดลงนี้เทียบเท่ากับการประหยัดถ่านหินได้ 303 กิโลกรัมไม่เพียงแต่ช่วยให้ลูกค้าศูนย์ข้อมูลบรรลุการประหยัดต้นทุนและปรับปรุงประสิทธิภาพเท่านั้น แต่ยังมีส่วนช่วยต่อเป้าหมายด้านสิ่งแวดล้อมในการอนุรักษ์พลังงานและลดการปล่อยก๊าซอีกด้วย

นอกเหนือจากเซิร์ฟเวอร์ศูนย์ข้อมูลแล้ว การออกแบบอ้างอิงยังสามารถใช้ในแอปพลิเคชันต่างๆ เช่น แหล่งจ่ายไฟสวิตช์/เราเตอร์ การสื่อสาร และแอปพลิเคชันการประมวลผลอื่นๆ

“ความนิยมของแอปพลิเคชั่น AI เช่น ChatGPT เป็นเพียงจุดเริ่มต้นเท่านั้นเนื่องจากกำลังของชั้นวางศูนย์ข้อมูลเพิ่มขึ้น 2x-3x หรือสูงถึง 100 kW การส่งพลังงานที่มากขึ้นในพื้นที่ขนาดเล็กจึงเป็นกุญแจสำคัญ” Charles Zha รองประธานและผู้จัดการทั่วไปของ Navitas China กล่าว

“เราขอเชิญนักออกแบบด้านพลังงานและสถาปนิกระบบมาเป็นพันธมิตรกับ Navitas และค้นพบว่าแผนงานที่สมบูรณ์ของการออกแบบประสิทธิภาพสูงและความหนาแน่นของพลังงานสูงสามารถประหยัดต้นทุน และเร่งการอัพเกรดเซิร์ฟเวอร์ AI ได้อย่างยั่งยืนได้อย่างไร”