Erfassung von Versorgungsspannungen in KI-Rechenzentren A/D-Wandler für nanosekundengenaue Fernüberwachung

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Texas Instruments (TI) präsentierte auf dem OCP Global Summit den A/D-Wandler „ADC34DSO75“, der Spannungsschwankungen in KI-Rechenzentren per Fernzugriff und ereignisbasiert erfassen soll.

Daneben zeigte TI einen 800-V-Hot-Swap-Controller und einen Oszillator mit geringem Jitter. Mit wachsenden KI-Workloads steigen die Anforderungen an die Stromversorgung und die Überwachung in Rechenzentren. Als Problemfelder nennt TI instabile Versorgungsspannungen, unzureichende Echtzeitüberwachung und beeinträchtigte Signalqualität. Ausfallzeiten können demnach Kosten von einigen Tausend Dollar pro Stunde verursachen.

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Ein Kernproblem sieht TI in Schwankungen der Versorgungsspannung, die teils nur wenige Nanosekunden dauern. Bestehende Überwachungslösungen seien häufig nicht in der Lage, solche Ereignisse zu erkennen, obwohl sie zu ungeplanten Ausfällen führen könnten.

ADC34DSO75: ereignisbasierte Telemetrie aus der Ferne

Hier setzt der „ADC34DSO75“ an. Der Baustein arbeitet TI zufolge mit 3 GSPS und kombiniert die schnelle Abtastung mit digitaler Signalverarbeitung auf engem Raum. So soll er kurzzeitige Störereignisse in Echtzeit erkennen und erfassen können. Die Überwachung erfolge rund um die Uhr, stromsparend und mit nanosekundengenauer Auflösung. TI bezeichnet den Baustein als ersten ADC, der dies leistet, und gibt an, er arbeite um ein Tausendfaches schneller als derzeit verfügbare Lösungen.

Vorgesehen ist die fortlaufende, hochauflösende Überwachung von Niedervolt-Versorgungsleitungen mit hohen Strömen. Laut TI lassen sich Fehler damit aus der Ferne analysieren, sodass Debugging und der Einsatz von Oszilloskopen vor Ort entfallen könnten. Zugleich lasse sich die Effizienz der Netzstromversorgung optimieren. Hyperscalern biete der Baustein Ferndiagnose bei geringerem Platzbedarf und niedrigeren Kosten als konventionelle Überwachungsmethoden.

LMI800PS: Hot-Swap-Controller für 800 Volt

Beim Thema Stromversorgung zeigte TI den „LMI800PS“, nach eigenen Angaben den ersten isolierten 800-V-Hot-Swap-Controller. Er könne eine diskrete Lösung aus fünf integrierten Schaltungen durch einen einzelnen Baustein ersetzen, der Inrushstrom- und Power-Path-Schutz übernimmt. Eine integrierte isolierte Bias-Stromversorgung und PMBus-Telemetrie sollen den Leiterplattenbedarf um 60 Prozent senken.

Der Controller mache eine einfache Einspeisung und eine schnelle Fehlerisolation möglich. Der Ausfall eines einzelnen Verbrauchers würde so nicht die gesamte Stromversorgung beeinträchtigen. Die Sicherheitsnormen erfüllt der Baustein laut TI durch verstärkte Isolation (5 kVrms) und mehr als acht Millimeter Kriechstrecke. Er sei für ±400-V- und ±800-V-Verteilungen ausgelegt und lasse sich damit in unterschiedliche Rack-Architekturen integrieren.

LMK6B: Oszillator mit geringem Jitter

Für die Signalintegrität stellte TI den auf BAW-Technik (Bulk Acoustic Wave) basierenden Oszillator LMK6B vor. Mit Übertragungsraten in Rechenzentren, die sich der Marke von 3,2 TBit/s nähern, werde der Spielraum für Timingfehler enger. Schon geringer Jitter könne Bitfehlerraten erhöhen und Systeme instabil machen. Der LMK6B erreicht laut Hersteller einen Jitter von 9,6 fs bei 625 MHz und weise zudem ein gutes PSRR (Power-Supply Rejection Ratio) auf. Als Einsatzgebiet nennt TI KI-getriebene Netzwerkinfrastrukturen der nächsten Generation.

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