800 В прямо к ускорителям: Infineon и NVIDIA разрабатывают архитектуру HVDC-питания для ИИ ЦОД

Infineon Technologies объединит усилия с NVIDIA для разработки централизованной архитектуры высоковольтного питания постоянным током (HVDC) на 800 В. Она рассчитана на дата-центры, обслуживающие ИИ-системы. Речь идёт о первом в отрасли решении по переходу от децентрализованного к централизованному питанию серверных стоек, сообщает Converge. Впрочем, пока Infineon не будет отказываться от традиционных и переходных архитектур питания.

По данным пресс-службы Infineon, новая архитектура предусматривает преобразование энергии непосредственно на уровне ускорителя, в пределах серверной платы — предполагается, что это позволит поддерживать будущие системы с энергопотреблением более 1 МВт на стойку. Централизованный подход направлен на сокращение этапов преобразования энергии, оптимизацию размещения оборудования в стойках для экономии пространства, а также повышение надёжности и масштабируемости ИИ-инфраструктуры.

Современные ИИ ЦОД используют не вполне эффективные методы распределения питания. В настоящее время система электропитания в дата-центрах децентрализована, а энергоснабжение ИИ-чипов обеспечивается большим количеством блоков и модулей питания. Проблема охлаждения модулей питания в серверных стойках из-за их компактного размещения весьма распространена. Решением может быть вынос преобразователей питания за пределы стоек, что снижает тепловую нагрузку, повышая общую отказоустойчивость системы. Пока речь идёт о выносе модулей питания в отдельную стойку, но в будущем возможно использование единых 800-В шин для ЦОД целиком.

Источник изображения: NVIDIA

Использование высокоплотного централизованного распределения 800 В задаст новые стандарты энергоэффективности и масштабируемости, позволив оптимально использовать ограниченное пространство в серверных стойках. Изменение технологий происходит на фоне роста нагрузок в ИИ ЦОД, некоторые операторы уже эксплуатируют 100 тыс. ускорителей одновременно. Для поддержки новых технологий Infineon использует свой опыт в сфере силовых полупроводников на базе кремния, карбида кремния, нитрида галлия и др.

Источник изображения: NVIDIA

Другими словами, ключевыми особенностями проекта являются:

• совместная разработка централизованной архитектуры HVDC 800 В;
• прямое преобразование тока на уровне ускорителей в серверных платах;
• поддержка плотности более 1 МВт на стойку;
• использование силовых полупроводников Infineon;
• сокращение количества этапов преобразования энергии.

По словам Infineon, сочетание её знаний в сфере энергообеспечения и позиций NVIDIA в роли мирового лидера ИИ-индустрии прокладывает дорогу к созданию нового стандарта архитектуры питания дата-центров, позволяющего создавать быструю, эффективную и масштабируемую инфраструктуру.

Традиционные системы. Источник изображения: NVIDIA

Высоковольтные системы постоянного тока уже применялись в прошлом, но их внедрение, как сообщает NVIDIA, требует обеспечения безопасности эксплуатации, стандартизации и обучения персонала. NVIDIA и партнёры исследуют экономические и технологические аспекты перехода на 800 В, сравнивая традиционные трансформаторные решения с твердотельными (SST) модулями для оптимизации затрат и надёжности.

Системы нового типа. Источник изображения: NVIDIA

В самой NVIDIA утверждают, что новая архитектура обеспечивает масштабируемость от 100 кВт до 1 МВт, а энергоэффективность повысится на уровень до 5 % в сравнении с современными системами на 54/12 В. Попутно снизится использование меди, повысится надёжность и останется задел на будущее, поскольку 1 МВт на стойку — это не предел.

Microsoft и Meta✴ пока что предлагают перейти на использование 400 В DC. Речь о системе Mt. Diablo, спецификации которой предоставляются участникам проекта Open Compute Project (OCP). Идея заключается в разделении стойки на независимые шкафы для компонентов подсистемы питания и вычислительного оборудования. Речь идёт о дезагрегированной архитектуре, позволяющей гибко регулировать мощность в соответствии с меняющимися требованиями. А Veir, к примеру, предлагает дата-центрам перейти на сверхпроводящие силовые кабели.