Chips, die 1 MW im Rack verwalten können Texas Instruments stellt Energie-Management für skalierbare KI-Infrastrukturen vor

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Auf dem Global Summit des Open Compute Project (OCP) vergangenen Woche in San Jose hat Texas Instruments (TI) neue Designressourcen und Energie-Management-Chips vorgestellt, die Unternehmen helfen sollen, die wachsenden Computing-Anforderungen für Künstliche Intelligenz zu erfüllen. Sie unterstützen Architekturen von 12 Volt bis 48 Volt und skalieren bis zu 800 VDC.

KI-Rechenzentren erfordern Architekturen mit mehreren grundlegenden Halbleitern für effizientes Energie-Management sowie effiziente Sensortechnik und Datenumwandlung. TI bietet Designressourcen sowie ein breites Energie-Management-Portfolio und arbeitet mit Rechenzentrumsplanern an der Implementierung eines ganzheitlichen Ansatzes, der effizientes und sicheres Energie-Management ermöglicht – von der Stromerzeugung im Netz bis hin zu den grundlegenden Logikgattern von Grafikprozessoren.

Auf KI ge-Switch(t) heißt: bis zu 40 Megawatt ein paar mal pro Sekunde

Unter Spannung: elastische Infrastrukturen on-prem

Zum Portfolio der präsentierten Neuheiten gehört auch ein Whitepaper: „Power delivery trade-offs when preparing for the next wave of AI computing growth“. Gegenstand des Technikpapiers ist die Stromversorgungsarchitektur im IT-Rack. Außerdem werden Herausforderungen beim Design und Möglichkeiten für die hocheffiziente Energieumwandlung mit hoher Leistungsdichte auf Systemebene besprochen.

Referenzdesign: Zur Vorarbeit von TI gehört ein Netzteil mit 30 kW für KI-Server. Zur Unterstützung anspruchsvoller KI-Workloads verfügt das zweistufige Stromversorgungs-Referenzdesign über einen dreiphasigen, dreistufigen so genannten Flying-Capacitor-Wandler mit Leistungsfaktorkorrekturfilter, kombiniert mit zwei dreiphasigen Dreieck-Dreieck-Induktor-Induktor-Kondensator-Wandlern. Das Netzteil kann für einen Ausgangsstrom von 800 V oder für separate Ausgangsströme konfiguriert werden.

Zweiphasige intelligente Leistungsstufe: Das „CSD965203B“ von TI liefert 100 A Spitzenstrom pro Phase und vereint zwei Leistungsphasen in einem 5 x 5 Millimeter großen 'Quad-Flat-No-Lead'-Gehäuse. Damit bietet es laut Hersteller „die Leistungsstufe mit der höchsten Spitzenleistungsdichte auf dem Markt“. Der Effekt: Das Modul ermöglicht Planern, die Anzahl der Phasen und die Leistungsabgabe auf einer kleinen Leiterplattenfläche zu erhöhen, wodurch Effizienz und Leistung verbessert werden.

Zweiphasiges intelligentes Leistungsmodul für laterale Stromversorgung: Das Bauteil „CSDM65295“ liefert bis zu 180 Ampere Spitzenausgangsstrom in einem kompakten 9 x 10 x 5 Millimeter großen Gehäuse. Auch mithilfe dieses Moduls sollen Rechenzentrumstechniker die Leistungsdichte erhöhen können, ohne Abstriche beim Wärme-Management zu machen. Es bietet zwei Leistungsstufen und zwei Induktoren mit TLVR-Optionen (Trans-Induktor-Spannungsregelung) und sorgt somit für einen hohen Wirkungsgrad.

Galliumnitrid-Zwischenwandler: Das Wandlermodul „LMM104RM0“ von TI liefert bis zu 1,6 kW Ausgangsleistung in einem 'Quarter-Brick-Formfaktor' (58,4 x 36,8 Millimeter). Es bietet einen Wirkungsgrad von über 97,5 Prozent und eine hohe Effizienz bei geringer Last, die die aktive Stromsymmetrierung zwischen mehreren Modulen ermöglicht.

Chris Suchoski, Sector General Manager für Rechenzentren bei TI, erläutert noch einmal die Notwendigkeit, für diese Technik: „Durch das Wachstum im Bereich KI entwickeln sich Rechenzentren von einfachen Serverräumen zu hochkomplexen Strominfrastruktur-Hubs.“ Sowohl eine skalierbare Strominfrastruktur als auch eine erhöhte Energie-Effizienz seien unerlässlich, um diesen Anforderungen gerecht zu werden.

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