爱游戏-人工智能对数据中心基础设施带来了哪些挑战

[导读]在加密货泉和人工智能/机械进修(AI/ML)等新兴利用的驱动下，数据中间的能耗庞大，并将快速增加以知足用户需求。按照国际能源署(IEA)的最新陈述，2022 年数据中间的耗电量将到达 460 TWh(太瓦时)，约占全球总用电量的 2%。在美国，具有全球三分之一的数据中间，耗电量为 260 TWh，占总用电量的 6%。 在加密货泉和人工智能/机械进修(AI/ML)等新兴利用的驱动下，数据中间的能耗庞大，并将快速增加以知足用户需求。按照国际能源署(IEA)的最新陈述，2022 年数据中间的耗电量将到达 460 TWh(太瓦时)，约占全球总用电量的 2%。在美国，具有全球三分之一的数据中间，耗电量为 260 TWh，占总用电量的 6%。 猜测将来具有挑战性，这取决在摆设了几多很是耗电的图形处置单位(GPU)来应对人工智能手艺的需求，固然还取决在进一步增添空调来下降数据中间的温度。国际能源署的陈述显示，到 2026 年，数据中间的耗电量将最少增加到 650 TWh(40%)，但也可能高达 1,050 TWh(128%)。 数据中间撑持人工智能趋向 人工智能是一项极为耗电的手艺，撑持其运行的数据中间需要具有足够的算力和电力输送能力。 瑞典RISE研究机构比来的一项研究清晰地展现了因为该手艺敏捷普和所带来的庞大转变。例如，ChatGPT在2022年11月推出后仅五天内就到达了100万用户。他们在两个月内就具有了 1 亿用户，而TikTok到达统一用户量级用了9个月，Instagram则用了两年半的时候。 作为参考，在谷歌长进行一次搜刮仅需 0.28 Wh，相当在让一个60W的灯胆亮17秒。 比拟之下，练习 GPT-4 需要 1.7 万亿个参数和 13 万亿个tokens(单词片断)，这是一个完全分歧的命题。要做到这一点，需要包括 25,000 个英伟达 A100 GPU的多台办事器，每台办事器的功耗约为 6.5 kW。OpenAI 暗示，练习耗时 100 天，耗能约 50 GWh，耗资 1 亿美元。 明显，人工智能将极年夜地改变数据中间的游戏法则，其所需的计较能力和能耗程度将远远跨越我们迄今为止所看到的任何程度。 数据中间 48V 架构 初期的数据中间采取集中式电源架构 (CPA)，将主电源(电网)电压集中转换为 12V(母线电压)，然后将其分派给各办事器，并利用相对简单的转换器在当地将其转换为5V 或 3.3V逻辑电平。 但是，跟着功率需求的增加，12V 母线上的电流(和相干消耗)变得高得使人没法接管，迫使系统工程师改用48V 母线安插。按照欧姆定律，电流削减了 4 倍，消耗则下降了 4 倍的平方。这类设置装备摆设被称为散布式电源架构 (DPA)。 与此同时，处置器和其他一些元器件的电压也在不竭下降，终究降至亚伏特级别，致使需要多个次级电压轨。为解决这一问题，采取了二阶转换手艺，经由过程DC-DC转换器(称为中心母线转换器 - IBC)将 48V 电压转换为 12V 母线，再按照需要从 12V 母线输出其他电压。 图1 办事器电源系统的布局 对高能效 MOSFET的需求 数据中间内部的电力消耗给运营商带来了挑战。起首，也是最较着的一点是，他们正在为那些无助在办事器运行的电力付费。其次，任何华侈的能源城市转化为热量，这就必需想法处置。因为超年夜范围AI办事器的功率需求高达 120 kW(并且必定会跟着时候推移而增添)，即便在 50% 负载的环境下，以 97.5% 的峰值效力计较 2.5% 的消耗，每台办事器也会华侈 1.5 kW的电力，相当在一台全时运行的电加热器。 处置热量可能需要在功率转换系统中采纳散热办法，如散热器或电扇。这些办法会增年夜电源的体积，占用本可用在更多计较能力的空间，就电扇而言，还会花费电能并增添本钱。因为数据中间内的温度需要严酷节制，太高的消耗也会使情况温度升高，这意味着需要更多的空调来降温。这既是本钱支出，也是运营本钱，同时还占用空间。 明显，尽量高效地将主(电网)电压转换为驱动听工智能 GPU 和其他装备供电所需的电压，对数据中间运营商来讲年夜有裨益。 是以，多年来人们在电源拓扑布局方面做了年夜量工作，在前端 PFC 阶段引入了图腾柱PFC (TPPFC) 等手艺，以提高其效力。另外，为了提高效力，二极管整流器已被 MOSFET 所代替，并引入了同步整流等手艺。 优化拓扑布局只是此中的一半，要优化效力，所有元件也必需尽量高效，特别是对转换进程相当主要的 MOSFET。 当 MOSFET 用在开关电源转换时，首要有两种情势的消耗：导通消耗和开关消耗。导通消耗由漏极和源极之间的电阻(RDS(ON))造成，在电流活动时一向存在。开关消耗是由栅极电荷 (Qg)、输出电荷 (QOSS) 和反向恢复电荷 (Qrr) 配合酿成的，这些电荷在每一个开关周期城市获得弥补。因为今朝的趋向是提高开关频率以减小磁性元件的尺寸，是以跟着弥补频率的增添，这类消耗也会变得相当显著。 明显，特定 MOSFET 的导通消耗和开关消耗越低，电源系统的整体转换效力就越高。 PowerTrench T10 MOSFET 简介 同步整流此刻已成为所有高机能、年夜电流、低压电源转换利用中的要害手艺，特殊是在数据中间办事器的利用中更是如斯。在这类利用中，包罗RDS(ON)、Qg、QOSS和Qrr在内的几个MOSFET参数会直接影响转换效力，器件制造商正尽力追求减小这些影响的方式。 安森美的 PowerTrench T10 MOSFET 采取新型屏障栅极沟道设计，实现了超低的 Qg 值，且 RDS(ON) 低在 1mOhm 。最新的 PowerTrench T10 手艺不但削减了振铃、过冲和噪声，其业界进步前辈的软恢复体二极管还下降了 Qrr。这在导通电阻机能和恢复特征之间实现了杰出的折衷均衡，同时还可实现具有杰出反向恢复特征的低消耗快速开关。 整体而言，PowerTrench T10 器件在参数方面的改良提高了中低压、年夜电流开关电源解决方案的效力。凡是环境下，开关消耗比上一代器件最多可下降 50%，而导通消耗可下降 30%-40%。 安森美推出了PowerTrench T10手艺的40V系列和80V系列产物。NTMFWS1D5N08X(80V、1.43mΩ、5mm x 6mm SO8-FL 封装)和 NTTFSSCH1D3N04XL(40V、1.3mΩ、3.3mm x 3.3mm 源下双冷却封装)为人工智能数据中间利用中的电源单位(PSU)和中心母线转换器(IBC)供给了同类极佳的效力(FOM)。它们到达了开放式机架(Open Rack) V3 规范要求的 97.5% 的 PSU 效力和 98% 的 IBC 效力。 图 2 PowerTrench T10 MOSFET 的优势 人工智能革命已到来，没有人可以或许完全肯定它对数据中间将来的电力输送需求事实意味着甚么。不外，可以必定的是，一系列新的挑战已呈现。房地产资本稀缺和电网的限制使得很难找到容量足够的新地址。要害 IT 方面的整体电力需求激增，给电力本钱带来繁重承担。为了知足这些需求，数据中间业主不但要扶植新举措措施，还要将现有举措措施推向极限，力图实现每平方英尺兆瓦级的高密度设置装备摆设。 跟着功率程度必定会跨越 100 kW，功率转换将成为要害重点，以实现高效运行，确保散热，靠得住地提高功率密度，并在狭小的现代数据中间中节流空间。 安森美的 PowerTrench T10 手艺供给了业界进步前辈的 RDS(ON)、更高的功率密度、下降开关消耗，和更好的热机能，从而下降总系统本钱。PowerTrench T10 等立异功率半导体手艺将成为将来的要害构成部门。

欲知详情，请下载word文档 下载文档

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 在8月23日举行的2024年长三角生态绿色一体化成长示范区结合招商会上，软通动力信息手艺（团体）股分有限公司（以下简称 软通动力 ）与长三角投资（上海）有限...

要害字： BSP 信息手艺

上海2024年8月26日 /美通社/ -- 本日，高端全合成润滑油品牌美孚1号联袂品牌体验官周冠宇，开启全新路程，助力泛博车主经由过程驾驶去摸索更广漠的世界。在全新发布的品牌视频中，周冠宇和分歧布景的消费者表达了对驾驶的酷爱...

要害字： BSP 汽车制造