Jurang kuasa sementara tahap milisaat dalam BBU rak pelayan AI: Mengapakah "superkapasitor hibrid (LIC) + BBU" lebih sesuai?

Rak pelayan AI mengalami lonjakan kuasa tahap milisaat (biasanya 1–50 ms) dan penurunan voltan bas DC semasa pertukaran pantas antara beban latihan dan inferens. NVIDIA, dalam reka bentuk rak kuasa GB300 NVL72, menyebut bahawa rak kuasanya mengintegrasikan komponen storan tenaga dan berfungsi dengan pengawal untuk mencapai pelicinan kuasa sementara pantas tahap rak (lihat rujukan [1]).

Dalam amalan kejuruteraan, penggunaan "superkapasitor hibrid (LIC) + BBU (Unit Sandaran Bateri)" untuk membentuk lapisan penimbal berdekatan boleh memisahkan "respons sementara" dan "kuasa sandaran jangka pendek": LIC bertanggungjawab untuk pampasan peringkat milisaat, dan BBU bertanggungjawab untuk pengambilalihan peringkat kedua hingga minit. Artikel ini menyediakan pendekatan pemilihan yang boleh dihasilkan semula untuk jurutera, senarai penunjuk utama dan item pengesahan. Dengan mengambil parameter YMIN SLF 4.0V 4500F (unit tunggal ESR≤0.8mΩ, arus nyahcas berterusan 200A, harus merujuk kepada helaian spesifikasi [3]) sebagai contoh, ia menyediakan cadangan konfigurasi dan sokongan data perbandingan.

Bekalan kuasa Rak BBU menggerakkan "pelicinan kuasa sementara" lebih dekat kepada beban.

Apabila penggunaan kuasa rak tunggal mencapai tahap ratusan kilowatt, beban kerja AI boleh menyebabkan lonjakan arus dalam masa yang singkat. Jika penurunan voltan bas melebihi ambang sistem, ia mungkin mencetuskan perlindungan papan induk, ralat GPU atau dimulakan semula. Untuk mengurangkan impak puncak pada bekalan kuasa huluan dan grid, sesetengah seni bina memperkenalkan strategi penimbal dan kawalan tenaga dalam rak kuasa rak, yang membolehkan lonjakan kuasa "diserap dan dilepaskan secara setempat" dalam rak. Mesej teras reka bentuk ini ialah: masalah sementara harus ditangani terlebih dahulu di lokasi yang paling dekat dengan beban.

Dalam pelayan yang dilengkapi dengan GPU berkuasa ultra tinggi (peringkat kilowatt) seperti NVIDIA GB200/GB300, cabaran teras yang dihadapi oleh sistem kuasa telah beralih daripada kuasa sandaran tradisional kepada pengendalian lonjakan kuasa sementara pada tahap milisaat dan ratusan kilowatt. Penyelesaian kuasa sandaran BBU tradisional, yang berpusat pada bateri asid plumbum, mengalami kesesakan dalam kelajuan tindak balas dan ketumpatan kuasa disebabkan oleh kelewatan tindak balas kimia yang wujud, rintangan dalaman yang tinggi dan keupayaan penerimaan cas dinamik yang terhad. Kesesakan ini telah menjadi faktor utama yang menyekat peningkatan kuasa pengkomputeran rak tunggal dan kebolehpercayaan sistem.

Jadual 1: Gambarajah skematik lokasi mod penyimpanan tenaga hibrid tiga peringkat dalam rak BBU (gambarajah jadual)

Evolusi Seni Bina

Daripada “Sandaran Bateri” kepada “Mod Penyimpanan Tenaga Hibrid Tiga Peringkat”

BBU tradisional bergantung terutamanya pada bateri untuk penyimpanan tenaga. Berhadapan dengan kekurangan kuasa tahap milisaat, bateri, yang dihadkan oleh kinetik tindak balas kimia dan rintangan dalaman yang setara, selalunya bertindak balas dengan kurang pantas berbanding penyimpanan tenaga berasaskan kapasitor. Oleh itu, penyelesaian sisi rak telah mula menerima pakai strategi berperingkat: “LIC (sementara) + BBU (jangka pendek) + UPS/HVDC (jangka masa panjang)”:

LIC disambungkan secara selari berhampiran Bas DC: mengendalikan pampasan kuasa peringkat milisaat dan sokongan voltan (pengecasan dan penyahcasan kadar tinggi).

BBU (penyimpanan bateri atau tenaga lain): mengendalikan pengambilalihan peringkat kedua hingga minit (sistem direka bentuk untuk tempoh sandaran).

UPS/HVDC peringkat pusat data: mengendalikan bekalan kuasa tanpa gangguan jangka panjang dan pengawalseliaan bahagian grid.

Pembahagian buruh ini memisahkan "pembolehubah pantas" dan "pembolehubah perlahan": menstabilkan bas sambil mengurangkan tekanan jangka panjang dan tekanan penyelenggaraan pada unit storan tenaga.

Analisis Mendalam: Mengapa YMINSuperkapasitor Hibrid?

Superkapasitor hibrid LIC (Kapasitor Litium-ion) ymin menggabungkan secara struktur ciri-ciri kuasa tinggi kapasitor dengan ketumpatan tenaga tinggi sistem elektrokimia. Dalam senario pampasan sementara, kunci untuk menahan beban ialah: mengeluarkan tenaga yang diperlukan dalam sasaran Δt, dan menyampaikan arus denyut yang cukup besar dalam julat kenaikan suhu dan penurunan voltan yang dibenarkan.

Output Kuasa Tinggi: Apabila beban GPU berubah secara tiba-tiba atau grid kuasa berubah-ubah, bateri asid plumbum tradisional, disebabkan oleh kadar tindak balas kimia yang perlahan dan rintangan dalaman yang tinggi, mengalami kemerosotan pesat dalam keupayaan penerimaan cas dinamiknya, mengakibatkan ketidakupayaan untuk bertindak balas dalam milisaat. Superkapasitor hibrid boleh melengkapkan pampasan serta-merta dalam masa 1-50ms, diikuti oleh kuasa sandaran tahap minit daripada bekalan kuasa sandaran BBU, memastikan voltan bas yang stabil dan mengurangkan risiko ranap papan induk dan GPU dengan ketara.

Pengoptimuman Isipadu dan Berat: Apabila membandingkan "tenaga tersedia setara (ditentukan oleh tetingkap voltan V_hi→V_lo) + tetingkap sementara setara (Δt)," penyelesaian lapisan penimbal LIC biasanya mengurangkan isipadu dan berat dengan ketara berbanding sandaran bateri tradisional (pengurangan isipadu kira-kira 50%–70%, pengurangan berat kira-kira 50%–60%, nilai tipikal tidak tersedia secara umum dan memerlukan pengesahan projek), membebaskan ruang rak dan sumber aliran udara. (Peratusan khusus bergantung pada spesifikasi, komponen struktur dan penyelesaian pelesapan haba objek perbandingan; pengesahan khusus projek disyorkan.)

Peningkatan Kelajuan Pengecasan: LIC mempunyai keupayaan pengecasan dan penyahcasan kadar tinggi, dan kelajuan pengecasannya biasanya lebih tinggi daripada penyelesaian bateri (peningkatan kelajuan lebih daripada 5 kali ganda, mencapai pengecasan pantas hampir sepuluh minit; sumber: superkapasitor hibrid berbanding nilai bateri asid plumbum biasa). Masa pengecasan ditentukan oleh margin kuasa sistem, strategi pengecasan dan reka bentuk terma. Adalah disyorkan untuk menggunakan "masa yang diperlukan untuk mengecas semula kepada V_hi" sebagai metrik penerimaan, digabungkan dengan penilaian kenaikan suhu nadi berulang.

Hayat kitaran yang panjang: LIC biasanya mempamerkan hayat kitaran yang lebih panjang dan keperluan penyelenggaraan yang lebih rendah di bawah keadaan cas dan nyahcas frekuensi tinggi (1 juta kitaran, jangka hayat lebih 6 tahun, kira-kira 200 kali ganda bateri asid plumbum tradisional; sumber: Superkapasitor hibrid berbanding bateri asid plumbum biasa). Had hayat kitaran dan kenaikan suhu tertakluk kepada spesifikasi dan keadaan ujian tertentu. Dari perspektif kitaran hayat penuh, ini membantu mengurangkan kos operasi dan penyelenggaraan serta kegagalan.

Rajah 2: Skematik Sistem Penyimpanan Tenaga Hibrid:

Bateri Litium-ion (paras minit kedua) + Kapasitor Litium-ion LIC (penimbal paras milisaat)

Berdasarkan Musashi CCP3300SC Jepun (3.8V 3000F) reka bentuk rujukan NVIDIA GB300, ia mempunyai ketumpatan kapasiti yang lebih tinggi, voltan yang lebih tinggi dan kapasiti yang lebih tinggi dalam spesifikasi yang tersedia secara umum: voltan operasi 4.0V dan kapasiti 4500F, menghasilkan storan tenaga sel tunggal yang lebih tinggi dan keupayaan penimbalan yang lebih kuat dalam saiz modul yang sama, memastikan tindak balas tahap milisaat yang tidak dikompromi.

Parameter utama superkapasitor hibrid siri YMIN SLF:

Voltan Dinilai: 4.0V; Kapasiti Nominal: 4500F

Rintangan Dalaman/ESR DC: ≤0.8mΩ

Arus Pelepasan Berterusan: 200A

Julat Voltan Operasi: 4.0–2.5V

Dengan menggunakan penyelesaian penimbal tempatan BBU berasaskan superkapasitor hibrid YMIN, ia boleh memberikan pampasan arus tinggi kepada bas DC dalam tetingkap milisaat, meningkatkan kestabilan voltan bas. Berbanding dengan penyelesaian lain dengan tenaga tersedia dan tetingkap sementara yang sama, lapisan penimbal biasanya mengurangkan penggunaan ruang dan membebaskan sumber rak. Ia juga lebih sesuai untuk pengecasan dan penyahcasan frekuensi tinggi dan keperluan pemulihan pantas, sekali gus mengurangkan tekanan penyelenggaraan. Prestasi khusus harus disahkan berdasarkan spesifikasi projek.

Panduan Pemilihan: Padanan Tepat dengan Senario

Menghadapi cabaran ekstrem kuasa pengkomputeran AI, inovasi dalam sistem bekalan kuasa adalah penting.Superkapasitor hibrid SLF 4.0V 4500F YMIN, dengan teknologi proprietarinya yang kukuh, menyediakan penyelesaian lapisan penimbal BBU yang dihasilkan di dalam negara berprestasi tinggi dan sangat andal, menyediakan sokongan teras untuk evolusi berterusan pusat data AI yang stabil, cekap dan intensif.

Jika anda memerlukan maklumat teknikal yang terperinci, kami boleh menyediakan: helaian data, data ujian, jadual pemilihan aplikasi, sampel, dan sebagainya. Sila berikan juga maklumat penting seperti: voltan bas, ΔP/Δt, dimensi ruang, suhu ambien dan spesifikasi jangka hayat supaya kami dapat memberikan cadangan konfigurasi dengan cepat.

Bahagian Soal Jawab

S: Beban GPU pelayan AI boleh melonjak sebanyak 150% dalam beberapa milisaat, dan bateri asid plumbum tradisional tidak dapat menandinginya. Apakah masa tindak balas khusus superkapasitor litium-ion YMIN, dan bagaimana anda mencapai sokongan pantas ini?

A: Superkapasitor hibrid YMIN (SLF 4.0V 4500F) bergantung pada prinsip penyimpanan tenaga fizikal dan mempunyai rintangan dalaman yang sangat rendah (≤0.8mΩ), membolehkan nyahcas kadar tinggi serta-merta dalam julat 1-50 milisaat. Apabila perubahan mendadak dalam beban GPU menyebabkan penurunan mendadak dalam voltan bas DC, ia boleh melepaskan arus yang besar tanpa sebarang kelewatan, secara langsung mengimbangi kuasa bas, sekali gus menjimatkan masa untuk bekalan kuasa BBU bahagian belakang untuk bangun dan mengambil alih, memastikan peralihan voltan yang lancar dan mengelakkan ralat pengiraan atau ranap perkakasan yang disebabkan oleh penurunan voltan.

Ringkasan pada akhir artikel ini

Senario yang Berkenaan: Sesuai untuk BBU (Unit Kuasa Sandaran) peringkat rak pelayan AI dalam senario di mana bas DC menghadapi lonjakan kuasa/penurunan voltan sementara peringkat milisaat; terpakai kepada seni bina penimbal tempatan "superkapasitor hibrid + BBU" untuk penstabilan voltan bas dan pampasan sementara di bawah gangguan kuasa jangka pendek, turun naik grid dan perubahan beban GPU secara tiba-tiba.

Kelebihan Teras: Respons pantas tahap milisaat (mengimbangi tetingkap sementara 1-50ms); rintangan dalaman yang rendah/keupayaan arus tinggi, meningkatkan kestabilan voltan bas dan mengurangkan risiko permulaan semula yang tidak dijangka; menyokong pengecasan dan penyahcasan kadar tinggi dan pengecasan pantas, memendekkan masa pemulihan kuasa sandaran; lebih sesuai untuk keadaan pengecasan dan penyahcasan frekuensi tinggi berbanding penyelesaian bateri tradisional, membantu mengurangkan tekanan penyelenggaraan dan jumlah kos kitaran hayat.

Model yang Disyorkan: Superkapasitor Hibrid Segiempat YMIN SLF 4.0V 4500F

Pemerolehan Data (Spesifikasi/Laporan Ujian/Sampel):

Laman Web Rasmi: www.ymin.com
Talian Teknikal: 021-33617848

Rujukan (Sumber Awam)

[1] Blog Maklumat Awam/Teknikal Rasmi NVIDIA: Pengenalan kepada GB300 NVL72 (Rak Kuasa) Pelicinan Sementara/Penyimpanan Tenaga Aras Rak

[2] Laporan Awam daripada Media/Institusi seperti TrendForce: Aplikasi LIC dan Maklumat Rantaian Bekalan Berkaitan GB200/GB300

[3] Shanghai YMIN Electronics menyediakan “Spesifikasi Superkapasitor Hibrid SLF 4.0V 4500F”