Millisekúndustigs tímabundin aflbil í BBU-einingum fyrir gervigreindarrekki: Hvers vegna hentar „blendingur ofurþétti (LIC) + BBU“ betur?

Rekki netþjóna með gervigreind upplifa spennubylgjur á millisekúndna stigi (venjulega 1–50 ms) og spennufall á jafnstraumsbussa við hraða skiptingu á milli þjálfunar- og ályktunarálags. NVIDIA nefnir í GB300 NVL72 aflrekkahönnun sinni að aflrekki þeirra samþætti orkugeymsluíhluti og vinni með stýringu til að ná fram hraðri, tímabundinni orkujöfnun á rekkastigi (sjá tilvísun [1]).

Í verkfræði er hægt að nota „blendings ofurþétta (LIC) + BBU (Battery Backup Unit)“ til að mynda nærliggjandi biðminnislag til að aftengja „skammtímaviðbrögð“ og „skammtíma varaafl“: LIC ber ábyrgð á bætur á millisekúndnastigi og BBU ber ábyrgð á yfirtöku á millisekúndna- og mínútustigi. Þessi grein veitir verkfræðingum endurtakanlega valaðferð, lista yfir lykilvísa og staðfestingaratriði. Með því að taka YMIN SLF 4.0V 4500F (einnar einingar ESR≤0.8mΩ, samfelldur útskriftarstraumur 200A, breytur ættu að vísa til forskriftarblaðsins [3]) sem dæmi, og veitir tillögur að stillingum og stuðning við samanburðargögn.

Rack BBU aflgjafar eru að færa „skammvinn afljöfnun“ nær álaginu.

Þegar orkunotkun í einni rekki nær hundruðum kílóvötta getur álag vegna gervigreindar valdið straumtoppa á stuttum tíma. Ef spennufallið í strætisvagninum fer yfir kerfisþröskuldinn getur það kallað fram vörn móðurborðsins, villur í skjákortinu eða endurræsingar. Til að draga úr áhrifum hámarka á aflgjafa uppstreymis og raforkukerfið eru sumar arkitektúrar að kynna orkusparnaðar- og stjórnunaraðferðir innan rekki-aflsins, sem gerir kleift að „taka upp og losa orkutoppa staðbundið“ innan rekkisins. Kjarnaboðskapur þessarar hönnunar er: fyrst ætti að taka á tímabundnum vandamálum á þeim stað sem er næst álaginu.

Í netþjónum sem eru búnir afar öflugum (kílóvatta) skjákortum eins og NVIDIA GB200/GB300, hefur megináskorunin sem raforkukerfum stendur frammi fyrir færst frá hefðbundinni varaaflsorku yfir í að takast á við tímabundnar spennubylgjur á millisekúndna og hundruð kílóvatta. Hefðbundnar varaaflslausnir fyrir BBU, sem byggja á blýsýrurafhlöðum, þjást af flöskuhálsum í svörunarhraða og aflþéttleika vegna meðfæddra tafa á efnahvörfum, mikillar innri viðnáms og takmarkaðrar getu til að taka við hleðslu. Þessir flöskuhálsar hafa orðið lykilþættir sem takmarka framfarir í reikniafli í einni rekki og áreiðanleika kerfa.

Tafla 1: Skýringarmynd af staðsetningu þriggja stiga blönduðu orkugeymsluhamsins í rekka-BBU (töflumynd)

Þróun byggingarlistar

Frá „rafhlöðuafritun“ yfir í „þriggja þrepa blendingsorkugeymsluham“

Hefðbundnar rafhlöðugeymslur (BBU) reiða sig aðallega á rafhlöður til orkugeymslu. Frammi fyrir orkuskorti á millisekúndnastigi bregðast rafhlöður, sem eru takmarkaðar af efnahvörfum og samsvarandi innri viðnámi, oft hægar við en orkugeymsla með rafþétti. Þess vegna hafa lausnir í rekki-hliðinni byrjað að tileinka sér stigskipta stefnu: „LIC (skammvinn) + BBU (skammtíma) + UPS/HVDC (langtíma)“:

LIC tengdur samsíða nálægt jafnstraumsbussanum: sér um aflbætur á millisekúndnastigi og spennustuðning (háhraða hleðsla og afhleðsla).

BBU (rafhlaða eða önnur orkugeymsla): sér um yfirtöku á sekúndu- til mínútustigi (kerfi hannað fyrir afritunartíma).

UPS/HVDC á gagnaveri: sér um langtíma ótruflaða aflgjafa og stjórnun á raforkukerfinu.

Þessi verkaskipting aðskilur „hraðbreytur“ og „hægar breytur“: að stöðuga rútuna og draga úr langtímaálagi og viðhaldsþrýstingi á orkugeymslueiningum.

Ítarleg greining: Af hverju YMINBlendingar ofurþéttar?

Blendings-ofurþétti ymin, LIC (litíum-jón þétti), sameinar í uppbyggingu sinni mikla afleiginleika þétta og mikla orkuþéttleika rafefnafræðilegs kerfis. Í tímabundnum jöfnunartilfellum er lykillinn að því að standast álagið: að framleiða nauðsynlega orku innan marksins Δt og skila nægilega stórum púlsstraumi innan leyfilegs hitastigshækkunar og spennufalls.

Mikil afköst: Þegar álag á skjákort breytist skyndilega eða raforkukerfið sveiflast, þá versna hefðbundnar blýsýrurafhlöður hratt vegna hægs efnahvarfshraða og mikillar innri viðnáms, sem leiðir til þess að þær geta ekki brugðist við á millisekúndum. Blendingsofurþéttinn getur lokið tafarlausri bætur innan 1-50 ms, og síðan er hægt að fá varaafl frá varaaflgjafa BBU á mínútu stigi, sem tryggir stöðuga spennu og dregur verulega úr hættu á móðurborðs- og skjákortsbilunum.

Rúmmáls- og þyngdarhagræðing: Þegar borið er saman „jafngildi tiltækrar orku (ákvörðuð af V_hi→V_lo spennuglugganum) + jafngildi tímabundins glugga (Δt)“, dregur LIC biðminnislagslausnin venjulega verulega úr rúmmáli og þyngd samanborið við hefðbundna rafhlöðuafritun (rúmmálslækkun um það bil 50%–70%, þyngdarlækkun um það bil 50%–60%, dæmigerð gildi eru ekki aðgengileg opinberlega og krefjast staðfestingar á verkefninu), sem losar um rekkipláss og loftflæðisauðlindir. (Nákvæmt hlutfall fer eftir forskriftum, burðarvirkjum og lausnum fyrir varmadreifingu samanburðarhlutans; mælt er með staðfestingu á hverju verkefni fyrir sig.)

Hleðsluhraði bættur: LIC býr yfir mikilli hleðslu- og afhleðslugetu og hleðsluhraði þess er yfirleitt hærri en hjá rafhlöðulausnum (hraðabæting meira en fimm sinnum, sem nær næstum tíu mínútna hraðhleðslu; heimild: blendings-ofurþétti samanborið við dæmigerð gildi blýsýrurafhlöðu). Hleðslutími er ákvarðaður af aflsframlegð kerfisins, hleðslustefnu og hitahönnun. Mælt er með að nota „tíma sem þarf til að hlaða upp í V_hi“ sem viðurkenningarmælikvarða, ásamt endurtekinni púlshækkunarmati.

Langur líftími: Blýsýrurafhlöður (LIC) sýna yfirleitt lengri líftíma og minni viðhaldsþörf við hátíðni hleðslu- og afhleðsluskilyrði (1 milljón lotur, meira en 6 ára líftími, um það bil 200 sinnum meiri en hefðbundnar blýsýrurafhlöður; heimild: Blendingar með ofurþéttum samanborið við dæmigerðar blýsýrurafhlöður). Líftími og hitastigshækkunarmörk eru háð sérstökum forskriftum og prófunarskilyrðum. Frá sjónarhóli alls líftíma rafhlöðunnar hjálpar þetta til við að draga úr rekstrar-, viðhalds- og bilunarkostnaði.

Mynd 2: Skýringarmynd af blönduðu orkugeymslukerfi:

Lithium-jón rafhlaða (sekúndu-mínútu stig) + Lithium-jón þétti LIC (millisekúndu-stig biðminni)

Byggt á japanska Musashi CCP3300SC (3,8V 3000F) viðmiðunarhönnun NVIDIA GB300, státar það af meiri afkastagetu, hærri spennu og meiri afkastagetu í opinberlega aðgengilegum forskriftum sínum: 4,0V rekstrarspenna og 4500F afkastageta, sem leiðir til meiri orkugeymslu í einni frumu og sterkari biðminni innan sömu stærðar einingar, sem tryggir óskerta svörun á millisekúndustigi.

Lykilþættir YMIN SLF seríunnar af blendingsofurþéttum:

Málspenna: 4,0V; Nafnrýmd: 4500F

Innri viðnám/ESR jafnstraums: ≤0,8mΩ

Stöðug útskriftarstraumur: 200A

Rekstrarspennusvið: 4,0–2,5V

Með því að nota staðbundna biðminnilausn YMIN, sem byggir á blendingsofurþéttum, getur það veitt mikla straumbætur til jafnstraumsbussans innan millisekúndna glugga, sem bætir stöðugleika spennubussans. Í samanburði við aðrar lausnir með sömu tiltæku orku og tímabundnu glugga dregur biðminnislagið yfirleitt úr plássnotkun og losar um rekkaauðlindir. Það hentar einnig betur fyrir hátíðnihleðslu og -afhleðslu og hraða endurheimt, sem dregur úr viðhaldsálagi. Sérstök afköst ættu að vera staðfest út frá forskriftum verkefnisins.

Leiðbeiningar um val: Nákvæm samsvörun við atburðarás

Frammi fyrir miklum áskorunum sem fylgja gervigreindarreikniorku er nýsköpun í aflgjafakerfum afar mikilvæg.SLF 4.0V 4500F blendings-ofurþétti frá YMINMeð traustri, sérhanndri tækni býður félagið upp á afkastamikil og áreiðanleg BBU biðminnislagslausn framleidda innanlands, sem veitir kjarnastuðning fyrir stöðuga, skilvirka og öfluga, samfellda þróun gervigreindargagnavera.

Ef þú þarft ítarlegar tæknilegar upplýsingar getum við útvegað: gagnablöð, prófunargögn, töflur um val á notkun, sýnishorn o.s.frv. Vinsamlegast gefðu einnig upp lykilupplýsingar eins og: spennu í rútu, ΔP/Δt, rýmismál, umhverfishita og líftímaupplýsingar svo við getum fljótt veitt tillögur um uppsetningu.

Spurningar og svör

Sp.: Álag á skjákort (GPU) á gervigreindarþjóni getur aukist um 150% á millisekúndum og hefðbundnar blýsýrurafhlöður geta ekki fylgt því. Hver er nákvæmur viðbragðstími YMIN litíumjónarofurþétta og hvernig næst þessi hraðvirki stuðningur?

A: YMIN blendingsofurþéttar (SLF 4.0V 4500F) reiða sig á meginreglur um orkugeymslu og hafa afar lága innri viðnám (≤0.8mΩ), sem gerir kleift að losa sig strax við háhraða útskrift á bilinu 1-50 millisekúndur. Þegar skyndileg breyting á álagi á skjákortið veldur skyndilegri lækkun á jafnspennubussanum, getur það losað stóran straum með nánast engri töf, sem bætir beint upp fyrir aflið á busanum og gefur þannig tíma fyrir aflgjafann í bakenda BBU til að vakna og taka við, sem tryggir slétta spennubreytingu og kemur í veg fyrir reiknivillur eða vélbúnaðarhrun af völdum spennulækkunar.

Samantekt í lok þessarar greinar

Viðeigandi sviðsmyndir: Hentar fyrir BBU-aflseiningar (Backup Power Units) á rekkastigi gervigreindarþjóna í aðstæðum þar sem jafnstraumsbussinn stendur frammi fyrir tímabundnum spennubylgjum/spennulækkunum á millisekúndum; við um staðbundna biðminniarkitektúr með „blendings ofurþétti + BBU“ til að stöðuga spennu í businum og bæta upp tímabundnar breytingar við skammtíma rafmagnsleysi, sveiflur í raforkukerfinu og skyndilegar breytingar á álagi á skjákort.

Helstu kostir: Hröð svörun á millisekúndna stigi (bætir upp fyrir 1-50ms tímabundin glugga); lágt innra viðnám/mikil straumgeta, sem bætir stöðugleika strætisvagnsins og dregur úr hættu á óvæntum endurræsingum; styður hraða hleðslu og afhleðslu og hraða endurhleðslu, sem styttir endurheimtartíma varaafls; hentar betur fyrir hraða hleðslu og afhleðslu samanborið við hefðbundnar rafhlöðulausnir, sem hjálpar til við að draga úr viðhaldsálagi og heildarlíftímakostnaði.

Ráðlögð gerð: YMIN ferhyrndur ofurþétti SLF 4.0V 4500F

Gagnaöflun (upplýsingar/prófunarskýrslur/sýni):

Opinber vefsíða: www.ymin.com
Tæknileg neyðarlína: 021-33617848

Heimildir (opinberar heimildir)

[1] Opinberar upplýsingar/tækniblogg NVIDIA: Kynning á GB300 NVL72 (Power Shelf) tímabundinni jöfnun/orkugeymslu á rekkastigi

[2] Opinberar skýrslur frá fjölmiðlum/stofnunum eins og TrendForce: GB200/GB300 tengd LIC umsóknum og upplýsingar um framboðskeðjuna

[3] Shanghai YMIN Electronics veitir „SLF 4.0V 4500F Hybrid Supercapacitor Specifications“.