Referenční návrh 3,2 kW GaN pro napájení AI datového centra

Referenční design serveru CRPS185 3 Titanium Plus od společnosti Navitas překonává přísné požadavky na účinnost 80Plus Titanium, aby splnil rostoucí požadavky na napájení datového centra AI.
Výkonově náročné AI procesory, jako je Nvidia DGX GH200 'Grace Hopper', vyžadují každý až 1 600 W, pohánějí specifikace výkonu na rack od 30-40 kW až po 100 kW na skříň.Mezitím, s globálním zaměřením na úsporu energie a snižování emisí, stejně jako s nejnovějšími evropskými předpisy, musí napájecí zdroje serverů překročit specifikaci účinnosti 80Plus „Titanium“.

● GaN poloviční můstek integrovaný do jednoho pouzdra
● Třetí generace GaN power IC

Referenční návrhy Navitas zkracují dobu vývoje a umožňují vyšší energetickou účinnost, hustotu výkonu a systémové náklady pomocí integrovaných obvodů napájení GaNFast.Tyto systémové platformy zahrnují kompletní návrhové zajištění s plně otestovaným hardwarem, vestavěným softwarem, schématy, kusovníky, rozložením, simulací a výsledky testů hardwaru.

CRPS185 využívá nejnovější návrhy obvodů včetně prokládaného CCM totem-pólu PFC s full-bridge LLC.Kritickými součástmi jsou nové 650V GaNFast výkonové integrované obvody Navitas s robustním, vysokorychlostním integrovaným GaN pohonem pro řešení problémů s citlivostí a křehkostí spojených s diskrétními GaN čipy.
Výkonové integrované obvody GaNFast také nabízejí extrémně nízké spínací ztráty se schopností přechodového napětí až do 800 V a další vysokorychlostní výhody, jako je nízké nabíjení hradla (Qg), výstupní kapacita (COSS) a žádná ztráta zpětného zotavení (Qrr ).Vzhledem k tomu, že vysokorychlostní přepínání snižuje velikost, hmotnost a náklady pasivních součástek v napájecím zdroji, Navitas odhaduje, že výkonové integrované obvody GaNFast ušetří 5 % nákladů na materiál systému fáze LLC plus 64 USD na napájecí zdroj elektrické energie po dobu 3 let.

Návrh využívá specifikaci form-factor „Common Redundant Power Supply“ (CRPS) definovanou hyperškálovým Open Compute Project, zahrnujícím Facebook, Intel, Google, Microsoft a Dell.

● Čínské designové centrum pro datové centrum GaN
● Napájení 2400W CPRS AC-DC má účinnost 96 %.

Pomocí CPRS poskytuje platforma CRPS185 plných 3 200 W výkonu pouze v 1U (40 mm) x 73,5 mm x 185 mm (544 ccm), čímž dosahuje 5,9 W/cc, neboli téměř 100 W/in3 hustoty výkonu.Jedná se o 40% zmenšení velikosti oproti ekvivalentnímu staršímu křemíkovému přístupu a snadno překračuje standard účinnosti titanu, dosahuje více než 96,5 % při 30% zatížení a přes 96% natažení z 20 % na 60 % zatížení.

Ve srovnání s tradičními „titanovými“ řešeními může design Navitas CRPS185 3 200 W „Titanium Plus“ při typickém 30% zatížení snížit spotřebu elektřiny o 757 kWh a snížit emise oxidu uhličitého o 755 kg za 3 roky.Toto snížení odpovídá úspoře 303 kg uhlí.Nejen, že pomáhá klientům datových center dosáhnout úspor nákladů a zlepšení efektivity, ale také přispívá k ekologickým cílům úspory energie a snižování emisí.

Kromě serverů datových center lze referenční návrh použít v aplikacích, jako jsou napájecí zdroje přepínačů/směrovačů, komunikace a další výpočetní aplikace.

„Oblíbenost aplikací AI, jako je ChatGPT, je jen začátek.Vzhledem k tomu, že výkon racku datového centra vzroste 2x až 3x, až na 100 kW, je dodání většího výkonu na menším prostoru klíčové,“ řekl Charles Zha, viceprezident a generální ředitel společnosti Navitas China.

„Zveme návrháře napájení a systémové architekty, aby se spojili se společností Navitas a zjistili, jak může kompletní plán vysoce účinných návrhů s vysokou hustotou výkonu nákladově efektivně a udržitelně urychlit upgrady serverů AI.“