Vertiv GmbH

Realitätsnahe Tests für KI-Lasten: Präzise Validierung von Rechenzentrums-Stromversorgungen

Mit dem zunehmenden Einsatz von künstlicher Intelligenz (KI) verändern sich die Anforderungen an die Energieinfrastruktur von Rechenzentren grundlegend. Insbesondere KI-Workloads auf Basis von GPU-Clustern erzeugen hochdynamische, stark schwankende Lastprofile, die sich deutlich von klassischen IT-Lasten unterscheiden. Für Betreiber entsteht daraus eine zentrale Herausforderung: Wie verhält sich die Stromversorgung unter realistischen KI-Bedingungen – und ist sie dafür ausreichend ausgelegt?

Ohne gezielte Tests unter praxisnahen Bedingungen besteht das Risiko von Leistungseinbußen, ungeplanten Ausfällen oder einer kostenintensiven Überdimensionierung der Infrastruktur. Um diese Lücke zu schließen, hat Vertiv den AI Load Simulator entwickelt – eine patentierte Lösung zur realistischen Nachbildung des elektrischen Verhaltens von KI-Lasten.

Simulation realer KI-Lastprofile

Der AI Load Simulator wurde speziell dafür konzipiert, die schnellen, unregelmäßigen Lastwechsel moderner GPU-basierter KI-Anwendungen realitätsnah abzubilden. Er ermöglicht die Simulation typischer Leistungsprofile während Trainings- und Inferenzphasen und erlaubt damit erstmals umfassende Tests von USV-Systemen und der gesamten Stromversorgungskette unter KI-spezifischen Bedingungen.

Ingenieurteams können sowohl vordefinierte als auch vollständig frei konfigurierbare Lastprofile erstellen. Darüber hinaus lassen sich reale Lastkurven integrieren, wie sie beispielsweise von GPU-Herstellern bereitgestellt werden. Dadurch entsteht eine belastbare Testumgebung, die das Verhalten kritischer Infrastrukturen unter echten KI-Lasten widerspiegelt.

Der Simulator unterstützt zwei Betriebsmodi:

• Version 1 ermöglicht zweistufige Lastprofile sowie anwendungsspezifische Kennlinien.
• Version 2 erweitert diese Funktionalität um dreistufige Lastprofile und erlaubt damit noch granularere und komplexere Testszenarien.

Die Lösung ist flexibel skalierbar und eignet sich für Tests einzelner Racks ebenso wie für vollständige Rechenzentrumsinfrastrukturen – sowohl in AC- als auch in DC-Umgebungen.

Transparenz durch Monitoring und Analyse

Neben der Lastsimulation bietet der AI Load Simulator umfangreiche Monitoring- und Analysefunktionen. In Echtzeit sowie in detaillierten Reports wird sichtbar, wie einzelne Komponenten und das Gesamtsystem auf plötzliche und stark schwankende Leistungsanforderungen reagieren.

Diese Transparenz unterstützt unter anderem:

• die Optimierung von Stromversorgungsarchitekturen,
• Forschungs- und Entwicklungsprojekte,
• kundenspezifische Demonstrationen und Validierungen.

Durch gezielte Stresstests lassen sich Systeme frühzeitig an reale Betriebsbedingungen anpassen und potenzielle Schwachstellen identifizieren.

Flexible Firmware-gestützte Testkonzepte

In Kombination mit fortschrittlichen USV-Firmwarefunktionen ermöglicht der AI Load Simulator unterschiedliche Testansätze, die sich an spezifische Einsatzszenarien anpassen lassen. Dazu zählen unter anderem:

• Batteriefreie Lastsprünge, bei denen schnelle Leistungsänderungen ohne Batterien abgefangen werden, um deren Lebensdauer zu schonen.
• Leistungs-Glättung, bei der Batterien gezielt eingesetzt werden, um starke Lastschwankungen gegenüber Netz und Generatoren abzufedern.

Diese Ansätze tragen dem Umstand Rechnung, dass sich das Lastverhalten in KI-Rechenzentren von konstanten Profilen hin zu stark pulsierenden Leistungsanforderungen entwickelt. Die aus den Simulationen gewonnenen Erkenntnisse unterstützen Planer und Betreiber dabei, robuste und resiliente Stromversorgungskonzepte für Hochleistungsanwendungen zu realisieren.

Validierung unter Praxisbedingungen

Die Leistungsfähigkeit des AI Load Simulators wird in den Vertiv Global Power Customer Experience Centern umfassend validiert. Dort stehen verschiedene Testformate zur Verfügung – von standardisierten Prüfungen einzelner Komponenten bis hin zu kundenspezifischen Tests kompletter Stromversorgungsketten.

Erstmals implementiert wurde der Simulator im Global Power Customer Experience Center in Bologna. Inzwischen wird er schrittweise weltweit ausgerollt und auch für Vor-Ort-Tests bei Kunden verfügbar gemacht. So können Betreiber ihre komplette Infrastruktur – von der USV bis zur Verteilung – unter realistischen KI-Lastbedingungen im eigenen Rechenzentrum prüfen.

Tests mit dem Vertiv Portfolio an Large-Power-USV-Systemen haben gezeigt, dass diese hochdynamische Lastsprünge von 0 bis 100 Prozent der Nennleistung bewältigen können, ohne die Batterien zu beanspruchen, sofern die Netzparameter im Sollbereich liegen. Dies unterstreicht die Eignung moderner USV-Architekturen für KI-Anwendungen mit schnellen und häufigen Lastwechseln.

Grundlage für KI-fähige Infrastrukturen

Der AI Load Simulator stellt einen wichtigen Schritt in der Validierung und Auslegung KI-tauglicher Rechenzentrumsinfrastrukturen dar. Durch realitätsnahe Simulation, detaillierte Analyse und flexible Testkonzepte erhalten Betreiber eine belastbare Entscheidungsgrundlage – von der Planung über die Inbetriebnahme bis zum laufenden Betrieb.

Damit unterstützt die Lösung den Aufbau leistungsfähiger, zuverlässiger und zukunftssicherer Infrastrukturen, die den steigenden Anforderungen KI-basierter Anwendungen gerecht werden.