攻AI資料中心 台達電火力全開
面對輝達(NVIDIA)晶片運算規模提升,台達電逐步打造「從電網到晶片」(From Grid To Chip)全方位解決策略,包含電源供應、電源管理及散熱管理一應俱全,未來Rubin、Feynman平台上線,台達可望在電源升級上,自Power Shelf(機架式電源)擴大到Power Rack(電源機櫃),持續成為AI資料中心的「重要標配」。
輝達執行長黃仁勳在GTC主題演講上一口氣發布AI伺服器架構,今年將從GB200走向GB300,並在三年內從Blackwell Ultra NVL72擴展至Rubin Ultra NVL576、單櫃功率從120kW飆升至600kW,這意味著全球資料中心即將「瓦數暴衝」,電源與散熱的關鍵供應商必須提早對應布局。
伺服器機櫃功率升高,傳統50V直流配電方式將無法負荷高電流的傳輸需求,為此,台達電推出HVDC(高壓直流)及多階段DC-DC降壓架構,將電壓從50V拉高至800V來供應IT機櫃電力需求,不但大幅降低電流、減少能量損耗及線材體積,當800V直流進入後,還能降至50V或12V直流作為晶片所需電壓,能源轉換效率達98.5%。
台達電源及零組件事業範疇執行副總裁史文景表示,從50V到800V,就像從火車升級到高鐵,設計邏輯及架構已全然不同。台達目前Power Shelf從原先33kW進階至72kW設計,如今也正計畫推出全新的Power Rack,將電力模組從IT機櫃中獨立出來,不僅減少了傳統低壓大電流帶來的能量損耗,也騰出了更多IT機櫃空間以安置更多GPU節點。
在AI模型訓練過程中,大量GPU會導致「群體同步」進行高功率運算,瞬間拉高或降低功率負載,對電網造成巨大壓力,嚴重時更有可能跳電。比起市場常提到的BBU(電池備援模組)及UPS(不斷電系統)等方案,台達提出的對策是再開發出一款功率調節系統(PCS)的高功率電容緩衝模組,具備5秒內供應15kW負載調節,並進行快速充放電,猶如GPU負載快速變動的「避震器」來保障電源穩定性。
此外,電源供應器(PSU)的單體功率也從過往的5.5kW一路躍升至30kW,台達不僅調整電路設計而導入三相電,更進一步導入碳化矽(SiC)等寬能隙半導體材料,取代傳統MOSFET。台達電源及系統事業群總經理陳盈源表示,從材料、封裝到系統全部都重新設計,將大量功率元件如電感、電容模組打造成「黑盒子」般的高機密模組,不但提升效率,更不輕易被競爭業者複製。