Infineon en NVIDIA bundelen krachten voor 800 V-stroomvoorziening voor AI-datacenters

Infineon Technologies werkt samen met NVIDIA aan de ontwikkeling van de volgende generatie stroomsystemen voor AI-datacenters. Deze nieuwe architectuur maakt gebruik van centrale stroomopwekking bij 800 V en zogeheten hoogspanningsgelijkstroom (HVDC) voor distributie binnen AI-datacenters.

De nieuwe architectuur moet efficiëntere stroomdistributie in AI-datacenters mogelijk maken door stroomomzetting direct bij de AI-chip (GPU) op het serverbord te laten plaatsvinden. AI-datacenters gebruiken soms al meer dan 100.000 individuele GPU's. De behoefte aan efficiëntere stroomvoorziening wordt daardoor steeds belangrijker. Daarom zal de HVDC-architectuur, in combinatie met high-density meerfasige systemen, een nieuwe standaard voor de industrie zetten en de ontwikkeling van nieuwe componenten en stroomdistributiesystemen stimuleren.

De nieuwe 800V HVDC-systeemarchitectuur levert volgens NVIDIA betrouwbare, energiezuinige stroomdistributie in het datacenter op. Door deze aanpak is het volkgens het bedrijf mogelijk het energieverbruik van geavanceerde AI-infrastructuren te optimaliseren, waardoor meer grip op het eneriegebruik ontstaat, terwijl het tegelijkertijd de prestaties en de schaalbaarheid levert die nodig zijn voor nieuwe generaties AI-workloads.

Momenteel is de stroomvoorziening in AI-datacenters gedecentraliseerd. Dit betekent dat de AI-chips van stroom worden voorzien door een groot aantal voedingsunits. De toekomstige systeemarchitectuur zal gecentraliseerd zijn, waardoor de beperkte ruimte in een serverrack optimaal wordt benut. Dit zal het belang van geavanceerde halfgeleideroplossingen voor stroomvoorziening vergroten, die het minste aantal stappen voor stroomomzetting gebruiken en upgrades naar nog hogere distributiespanningen mogelijk maken.

Huidige stroomdistributie in AI-datacenters omvat meerdere spanningsomzettingen, wat leidt tot grotere inefficiënties en complexiteiten naarmate de stroomvereisten toenemen door de rekenkundige eisen van AI. De 800 V HVDC-architectuur zet wisselstroom direct om in 800 V HVDC aan de rand van het datacenter met behulp van industriële gelijkrichters. Dit elimineert de meeste tussenliggende omzettingsstappen, evenals de bijbehorende energieverliezen tijdens AC/DC- en DC/DC-transformaties.

De HVDC-architectuur vermindert volgens de twee bedrijven ook het aantal voedingen met ventilatoren dat in de stroomketen nodig is, waardoor de systeembetrouwbaarheid toeneemt, de warmteafgifte afneemt, het aantal componenten wordt verminderd en de energie-efficiëntie wordt verbeterd.

Het gebruik van 800 V busbars in plaats van wisselstroom zou het mogelijk moeten maken om 85 procent meer vermogen over te dragen via dezelfde geleidergrootte, omdat de hogere spanning de stroomvraag vermindert en de weerstandsverliezen verlaagt. Met een lagere stroom kunnen dunnere geleiders dezelfde belasting aan. Dit vermindert de koperbehoefte met 45 procent en elimineert AC-specifieke inefficiënties, waaronder reactieve vermogensverliezen.