مع النمو الهائل لقدرات الحوسبة في مجال الذكاء الاصطناعي، تواجه مراكز البيانات ضغوطًا غير مسبوقة للتحديث. وباعتبارها "القلب النابض" لخوادم الذكاء الاصطناعي، يواجه تصميم وحدات تزويد الطاقة الأمامية AC-DC تحديات غير مسبوقة: كيف يمكن تحقيق كثافة طاقة أعلى، وعمر أطول، وموثوقية أقوى ضمن مساحة محدودة؟ هذه ليست مجرد مسألة تقنية، بل هي أيضًا بالغة الأهمية لضمان استمرارية واستقرار إنتاجية قدرات الحوسبة في مجال الذكاء الاصطناعي.
أطلقت شركة YMIN Electronics، وهي شركة رائدة في مجال توفير حلول المكثفات المحلية ولديها سنوات من الخبرة في مجال المكثفات عالية الجهد، سلسلة IDC3 من مكثفات الألومنيوم الإلكتروليتية السائلة عالية الجهد لتلبية الاحتياجات المحددة لإمدادات الطاقة لخوادم الذكاء الاصطناعي، مما يوفر حلاً تقنياً مبتكراً لحل نقاط الضعف في الصناعة.
ظروف التشغيل
• الموقع: مكثف تخزين الطاقة/الترشيح بعد وحدة تصحيح معامل القدرة (PFC) في الواجهة الأمامية لتحويل التيار المتردد إلى تيار مستمر (الحل النموذجي)
• القدرة: 4.5 كيلوواط - 12 كيلوواط فأكثر؛ عامل الشكل: وحدة تزويد طاقة للخوادم/وحدة تزويد الطاقة الرئيسية لمراكز البيانات، تُركّب في رف 1U
• التردد: مع تزايد استخدام GaN (نيتريد الغاليوم) / SiC (كربيد السيليكون)، يكون تردد التبديل عادةً في نطاق عشرات الكيلوهرتز إلى مئات الكيلوهرتز (اعتمادًا على المشروع؛ تشير هذه المقالة إلى مواصفات مثل 120 كيلوهرتز).
• التشغيل والحرارة: تعمل مراكز البيانات عادةً على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع؛ يتميز مصدر الطاقة بكثافة حرارة داخلية عالية، مما يتطلب الانتباه إلى درجة حرارة غلاف المكثف / تقليل العمر الافتراضي (ظروف التشغيل النموذجية ذات درجة الحرارة العالية).
ثلاثة تحديات رئيسية: الكشف عن معضلة المكثف عالي الجهد في تصميم مزودات الطاقة لخوادم الذكاء الاصطناعي
في تصميم أقسام التيار المتردد/المستمر لإمدادات الطاقة لخوادم الذكاء الاصطناعي وإمدادات الطاقة الرئيسية لمراكز البيانات، يواجه المهندسون عمومًا ثلاثة تحديات رئيسية:
① التناقض بين المساحة والسعة: في المساحة المحدودة لخادم مثبت على رف 1U، غالبًا ما تواجه مكثفات البوق التقليدية ذات الحجم القياسي معضلة الحجم المحدود. ويُعدّ تحقيق سعة تخزين طاقة كافية ضمن ارتفاع محدود تحديًا بالغ الأهمية يجب التغلب عليه عند تصميم وحدات تزويد الطاقة عالية الكثافة.
٢- تحديات العمر الافتراضي في البيئات ذات درجات الحرارة العالية: تتميز بيئات غرف خوادم الذكاء الاصطناعي عمومًا بدرجات حرارة عالية، مما يضع ضغطًا هائلاً على إدارة الحرارة لمصدر الطاقة. يؤثر أداء المكثف 450 فولت/1400 ميكروفاراد في ظل تحدي العمر الافتراضي عند درجة حرارة 105 درجة مئوية بشكل مباشر على موثوقية النظام على المدى الطويل.
③ متطلبات الأداء في ظل اتجاه التردد الأعلى: مع الانتشار الواسع لأجهزة الطاقة الجديدة مثل GaN/SiC، تتزايد ترددات تبديل مصدر الطاقة باستمرار، مما يفرض متطلبات أعلى على مقاومة ESR وقدرات تيار التموج للمكثفات لتجنب خطر توقف النظام.
إعادة تعريف حدود أداء المكثفات عالية الجهد باستخدام التكنولوجيا
ولمعالجة التحديات المذكورة أعلاه، حققت سلسلة YMIN IDC3 اختراقات شاملة في ثلاثة أبعاد: المواد، والهيكل، والعملية:
1. ثورة الكثافة: زيادة السعة بنسبة 70% ضمن Φ30×70 مم
باستخدام مكثف صغير الحجم على شكل بوق بقطر 30 مم وطول 70 مم، تم تحقيق سعة عالية تبلغ 450 فولت/1400 ميكروفاراد ضمن قيود الارتفاع المعتادة لوحدة تزويد الطاقة القياسية لخادم 1U. وبالمقارنة مع المنتجات التقليدية من نفس الحجم، زادت السعة بأكثر من 70% (مقارنةً بنطاق السعة المعتاد للمكثفات السائلة الشائعة الاستخدام في الصناعة، والتي يبلغ قطرها 30 مم وطولها 70 مم وجهدها 450 فولت)، مما يحل بفعالية التناقض بين كثافة السعة العالية والمساحة المتاحة.
2. طفرة في العمر الافتراضي: تم اختبار المتانة عند درجة حرارة 105 درجة مئوية
بفضل تركيبة الإلكتروليت المُحسّنة وبنية رقائق الأنود، تُظهر سلسلة IDC3 أداءً ممتازًا من حيث عمر التشغيل تحت ظروف قاسية تصل إلى 105 درجة مئوية. يُمكّن هذا التصميم المكثفات من الحفاظ على استقرارها على المدى الطويل في بيئة مراكز البيانات ذات درجات الحرارة العالية، مما يُساهم في التغلب على تحدي قصر عمر المكثفات الناتج عن ارتفاع درجات الحرارة.
3. قابلية التكيف مع الترددات العالية: مصممة خصيصًا لعصر GaN/SiC
بفضل تصميمها ذي المقاومة المكافئة المنخفضة (ESR)، تستطيع هذه السلسلة تحمل تيار تموج أعلى عند تردد 120 كيلوهرتز. تُمكّن هذه الميزة سلسلة IDC3 من التكيف بشكل أفضل مع تقنيات التبديل عالية التردد القائمة على نيتريد الغاليوم (GaN) وكربيد السيليكون (SiC) (وفقًا لمواصفات ورقة البيانات)، مما يوفر دعمًا قويًا لتحسين كفاءة مصادر الطاقة عالية الكثافة. على عكس اختيار مكثفات ناقل البيانات التقليدي الذي يركز بشكل أساسي على تموج التردد المنخفض، تتطلب مصادر الطاقة عالية الكثافة لمنصات GaN/SiC التحقق المتزامن من قدرات المقاومة المكافئة (ESR) وتيار التموج عالي التردد وفقًا لمواصفات ورقة البيانات.
ملاحظة: المعايير الرئيسية في هذه المقالة مأخوذة منسلسلة YMIN IDC3ورقة البيانات / تقرير الاختبار؛ ما لم يُنص على خلاف ذلك، يتم وصف ESR / تيار التموج وفقًا لمواصفات ورقة البيانات (على سبيل المثال، 120 كيلو هرتز)، ويسود أحدث إصدار من ورقة البيانات.
الابتكار التعاوني: التحقق من الموثوقية والأداء من 4.5 كيلوواط إلى 12 كيلوواط
تحافظ شركة YMIN على تعاون تقني وثيق مع كبرى الشركات المصنعة لأشباه موصلات الطاقة المصنوعة من نيتريد الغاليوم، مثل شركة Navitas (وفقًا للمعلومات المتاحة للجمهور). وفي مشاريع تزويد الطاقة لخوادم الذكاء الاصطناعي، والتي تتراوح قدرتها بين 4.5 كيلوواط و12 كيلوواط، بل ومستويات طاقة أعلى، أثبتت مكثفات IDC3 السائلة عالية الجهد المصنوعة من الألومنيوم أداءً متميزًا.
لا يقتصر نموذج التطوير التعاوني هذا على التحقق من موثوقية المنتج فحسب، بل يوفر أيضًا أساسًا تقنيًا متينًا للتطوير المستمر لوحدات تزويد الطاقة لخوادم الذكاء الاصطناعي. وقد أصبحت سلسلة IDC3 من YMIN الحل الأمثل للعديد من مشاريع خوادم الذكاء الاصطناعي المتطورة (وفقًا للمعلومات المتاحة)، حيث يضاهي أداؤها أداء العلامات التجارية العالمية الرائدة.
أكثر من مجرد منتجات: كيف توفر YMIN حلولاً على مستوى النظام لخوادم الذكاء الاصطناعي
في عصر يشهد نموًا هائلاً في قدرات الحوسبة للذكاء الاصطناعي، تُعدّ موثوقية أنظمة إمداد الطاقة أمرًا بالغ الأهمية. تُدرك شركة YMIN Electronics تمامًا المتطلبات الصارمة لتصميم أنظمة إمداد الطاقة لخوادم الذكاء الاصطناعي، وتُقدّم للقطاع حلًا متكاملًا يُوازن بين كثافة السعة العالية، والعمر التشغيلي الطويل، والموثوقية العالية من خلال سلسلة IDC3.
فيما يلي مرجع اختيار نموذجي لمكثفات الألومنيوم الإلكتروليتية السائلة عالية الجهد من سلسلة IDC3 (ذاتية الدعم للركيزة) في وحدات تزويد الطاقة لخوادم الذكاء الاصطناعي، مما يساعدك على مطابقة متطلبات النظام بسرعة:
الجدول 1: مكثفات سائلة عالية الجهد من سلسلة IDC3 - توصيات الاختيار
| نوع المكثف | شكل | مسلسل | الحياة في درجة الحرارة | الجهد المقنن (جهد الاندفاع) | السعة الاسمية (ميكروفاراد) | أبعاد المنتج ΦD*L (مم) | تان (120 هرتز) | ESR (m Ω / 120kHz) | التيار التموجي المقدر (مللي أمبير/120 كيلو هرتز) | تيار التسريب (مللي أمبير) |
| مكثف إلكتروليتي من الألومنيوم (سائل) | نوع الركيزة القائم | IDC3 | 105 درجة مئوية، 3000 ساعة | 450 (ارتفاع مفاجئ في الجهد يصل إلى 500 فولت) | 1000 | 30 * 60 | 0.15 | 301 | 1960 | 940 |
| IDC3 | 105 درجة مئوية، 3000 ساعة | 450 (ارتفاع مفاجئ في الجهد يصل إلى 500 فولت) | 1200 | 30 * 65 | 0.15 | 252 | 2370 | 940 | ||
| IDC3 | 105 درجة مئوية، 3000 ساعة | 450 (ارتفاع مفاجئ في الجهد يصل إلى 500 فولت) | 1400 | 30 * 70 | 0.15 | 215 | 2750 | 940 | ||
| IDC3 | 105 درجة مئوية، 3000 ساعة | 450 (ارتفاع مفاجئ في الجهد يصل إلى 500 فولت) | 1600 | 30 * 80 | 0.15 | 188 | 3140 | 940 | ||
| IDC3 | 105 درجة مئوية، 3000 ساعة | 475 (ارتفاع مفاجئ في الجهد 525 فولت) | 1100 | 30 * 65 | 0.2 | 273 | 2360 | 940 | ||
| IDC3 | 105 درجة مئوية، 3000 ساعة | 500 (ارتفاع مفاجئ في الجهد 550 فولت) | 1300 | 30 * 75 | 0.2 | 261 | 3350 | 940 | ||
| IDC3 | 105 درجة مئوية، 3000 ساعة | 500 (ارتفاع مفاجئ في الجهد 550 فولت) | 1500 | 30 * 85 | 0.2 | 226 | 3750 | 940 | ||
| IDC3 | 105 درجة مئوية، 3000 ساعة | 500 (ارتفاع مفاجئ في الجهد 550 فولت) | 1700 | 30 * 95 | 0.2 | 199 | 4120 | 940 |
الابتكار لا يتوقف: تواصل YMIN توفير طاقة مستقرة للبنية التحتية للذكاء الاصطناعي
في عصر الحوسبة المتقدمة، يُعدّ توفير الطاقة المستقرة أمرًا أساسيًا. تُقدّم شركة YMIN Electronics، من خلال سلسلة مكثفاتها IDC3 عالية الجهد المصنوعة من الألومنيوم السائل، دعمًا موثوقًا به لبنية الحوسبة الذكية. فنحن لا نقتصر على توفير المنتجات فحسب، بل نُقدّم أيضًا حلولًا متكاملة على مستوى الأنظمة، مستندةً إلى فهمٍ عميقٍ للتكنولوجيا.
عندما تقوم بتصميم مصادر الطاقة لخوادم الذكاء الاصطناعي من الجيل التالي، فإن YMIN على استعداد لمساعدتك في تجاوز حدود التصميم من خلال الابتكار التكنولوجي وركوب موجة قوة الحوسبة معًا.
قسم الأسئلة والأجوبة
س: كيف تحل مكثفات الجهد العالي من سلسلة IDC3 من YMIN نقاط الضعف في مصادر الطاقة لخوادم الذكاء الاصطناعي؟
أ: توفر مكثفات YMIN IDC3 عالية الجهد السائلة المصنوعة من الألومنيوم والقابلة للتركيب السريع حلولاً من ثلاثة أبعاد:
① تصميم عالي الكثافة - تحقيق سعة عالية تبلغ 450 فولت / 1400 ميكروفاراد ضمن حجم Φ30 × 70 مم، مما يزيد السعة بأكثر من 70٪ مقارنة بالمنتجات ذات الحجم نفسه، وحل التعارض بين المساحة والسعة؛
② عمر طويل في درجات الحرارة العالية - يحافظ التركيب الأمثل للإلكتروليت والأنود على عمر تحميل يصل إلى 3000 ساعة عند 105 درجة مئوية، مما يحسن موثوقية النظام على المدى الطويل؛
③ التوافق مع الترددات العالية - استخدام تصميم ESR منخفض، يدعم التشغيل عالي التردد 120 كيلو هرتز، مع تيار تموج أقصى للخلية الواحدة يبلغ حوالي 4.12 أمبير (500 فولت / 1700 ميكروفاراد، 120 كيلو هرتز؛ 450 فولت / 1400 ميكروفاراد حوالي 2.75 أمبير، انظر جدول الاختيار في النهاية)، متوافق مع طوبولوجيات GaN / SiC عالية التردد، مما يسهل تصميمات إمداد الطاقة عالية الكثافة.
ملخص في نهاية المستند
السيناريوهات القابلة للتطبيق: تصميم الواجهة الأمامية لوحدة تزويد الطاقة لخوادم الذكاء الاصطناعي AC-DC، ونظام تزويد الطاقة الرئيسي لمراكز البيانات، ووحدة تزويد الطاقة لخوادم عالية الكثافة 1U مثبتة على رفوف، ووحدة تزويد الطاقة عالية التردد بتقنية GaN/SiC، ووحدة تزويد الطاقة عالية الكثافة (4.5 كيلوواط - 12 كيلوواط فأكثر) لحوسبة الذكاء الاصطناعي
المزايا الأساسية:
① الأبعاد: كثافة المساحة، الوصف: يحقق 450 فولت / 1400 ميكروفاراد ضمن حجم Φ30 × 70 مم، مع زيادة في السعة تزيد عن 70٪ مقارنة بالأحجام المماثلة، وقابل للتكيف مع قيود ارتفاع خادم 1U.
② الأبعاد: عمر افتراضي طويل في درجات الحرارة العالية، الوصف: أكثر من 3000 ساعة من عمر التشغيل عند 105 درجة مئوية، مناسب لبيئات التشغيل ذات درجات الحرارة العالية في مراكز البيانات.
③ الأبعاد: أداء عالي التردد، الوصف: تصميم منخفض المقاومة المكافئة، يمكنه تحمل تيار تموج أعلى عند تردد عالٍ يبلغ 120 كيلو هرتز، قابل للتكيف مع طوبولوجيات GaN/SiC عالية التردد.
④ الأبعاد: التحقق من النظام، الوصف: تم التعاون مع مصنعين مثل Navitas، وهو مناسب لمشاريع تزويد الطاقة لخوادم الذكاء الاصطناعي من 4.5 كيلو وات إلى 12 كيلو وات فأكثر.
النماذج الموصى بها
| مسلسل | الجهد االكهربى | سعة | الأبعاد | عمر | سمات |
| IDC3 | 450 فولت (ارتفاع التيار 500 فولت) | 1400 ميكروفاراد | Φ30×70 مم | 105 درجة مئوية / 3000 ساعة | كثافة سعة عالية، مناسبة لتصميم الطاقة القياسي 1U |
| IDC3 | 500 فولت (ارتفاع التيار 550 فولت) | 1500 ميكروفاراد | Φ30×85 مم | 105 درجة مئوية / 3000 ساعة | تصنيف جهد أعلى، مناسب لتصميمات إمداد الطاقة عالية القدرة |
| IDC3 | 450 فولت (ارتفاع التيار 500 فولت) | 1000 – 1600 ميكروفاراد | Φ30×60 – 80 مم | 105 درجة مئوية / 3000 ساعة | تتوفر تدرجات سعة متعددة، مناسبة لمتطلبات قطاعات الطاقة المختلفة |
طريقة الاختيار ثلاثية الخطوات:
الخطوة 1: حدد تصنيف جهد التحمل بناءً على جهد الناقل واسمح بهامش تخفيض القدرة (على سبيل المثال، 450-500 فولت).
الخطوة 2: تحديد مواصفات عمر الخدمة بناءً على درجة الحرارة المحيطة والتصميم الحراري (على سبيل المثال، 105 درجة مئوية / 3000 ساعة) وتقييم ارتفاع درجة الحرارة.
الخطوة 3: قم بمطابقة الأبعاد وفقًا لقيود ارتفاع/قطر المساحة (على سبيل المثال، Φ30×70 مم) وتحقق من مواصفات تيار التموج ومقاومة السلسلة المكافئة.
تاريخ النشر: 26 يناير 2026