Diseño de referencia de GaN de 3,2 kW para la alimentación de IA del centro de datos

El diseño de referencia del servidor CRPS185 3 Titanium Plus de Navitas supera los estrictos requisitos de eficiencia 80Plus Titanium para satisfacer las crecientes demandas de energía del centro de datos de IA.
Los procesadores de IA de alto consumo, como el DGX GH200 "Grace Hopper" de Nvidia, que requieren hasta 1600 W cada uno, están impulsando las especificaciones de potencia por rack desde 30-40 kW hasta 100 kW por gabinete. Mientras tanto, con el enfoque global en la conservación de energía y la reducción de emisiones, así como con las últimas regulaciones europeas, las fuentes de alimentación para servidores deben superar la especificación de eficiencia 80Plus "Titanium".

● Medio puente de GaN integrado en un solo paquete
● CI de potencia GaN de tercera generación

Los diseños de referencia de Navitas reducen el tiempo de desarrollo y permiten una mayor eficiencia energética, densidad de potencia y coste del sistema mediante circuitos integrados de potencia GaNFast. Estas plataformas de sistema incluyen material de diseño completo con hardware totalmente probado, software integrado, esquemas, lista de materiales, diseño, simulación y resultados de pruebas de hardware.

El CRPS185 utiliza los diseños de circuitos más recientes, incluyendo un PFC tótem-pole CCM intercalado con LLC de puente completo. Los componentes críticos son los nuevos circuitos integrados de potencia GaNFast de 650 V de Navitas, con un robusto controlador de GaN integrado de alta velocidad para abordar los problemas de sensibilidad y fragilidad asociados con los chips de GaN discretos.
Los circuitos integrados de potencia GaNFast también ofrecen pérdidas de conmutación extremadamente bajas, con una capacidad de voltaje transitorio de hasta 800 V, y otras ventajas de alta velocidad, como baja carga de compuerta (Qg), baja capacitancia de salida (COSS) y ausencia de pérdida por recuperación inversa (Qrr). Dado que la conmutación de alta velocidad reduce el tamaño, el peso y el coste de los componentes pasivos en una fuente de alimentación, Navitas estima que los circuitos integrados de potencia GaNFast ahorran un 5 % del coste de material del sistema de la etapa LLC, además de 64 $ en electricidad por fuente de alimentación durante 3 años.

El diseño utiliza la especificación de factor de forma 'Fuente de alimentación redundante común' (CRPS) definida por el Proyecto de Computación Abierta de hiperescala, que incluye a Facebook, Intel, Google, Microsoft y Dell.

● Centro de diseño de China para centros de datos GaN
● La fuente de alimentación CA-CC CPRS de 2400 W tiene una eficiencia del 96 %

Con CPRS, la plataforma CRPS185 ofrece una potencia total de 3200 W en tan solo 1U (40 mm) x 73,5 mm x 185 mm (544 cc), alcanzando una densidad de potencia de 5,9 W/cc, o casi 100 W/pulgada³. Esto supone una reducción de tamaño del 40 % en comparación con el enfoque de silicio tradicional equivalente y supera ampliamente el estándar de eficiencia de Titanium, alcanzando más del 96,5 % con una carga del 30 % y más del 96 % con una carga del 20 % al 60 %.

En comparación con las soluciones tradicionales "Titanium", el diseño "Titanium Plus" del CRPS185 de Navitas de 3200 W, con una carga típica del 30 %, puede reducir el consumo eléctrico en 757 kWh y las emisiones de dióxido de carbono en 755 kg en 3 años. Esta reducción equivale a ahorrar 303 kg de carbón. No solo ayuda a los clientes de centros de datos a ahorrar costes y mejorar la eficiencia, sino que también contribuye a los objetivos ambientales de conservación de energía y reducción de emisiones.

Además de los servidores de centros de datos, el diseño de referencia se puede utilizar en aplicaciones como fuentes de alimentación de conmutadores/enrutadores, comunicaciones y otras aplicaciones informáticas.

La popularidad de aplicaciones de IA como ChatGPT es solo el comienzo. A medida que la potencia de los racks de los centros de datos se duplica o triplica, hasta alcanzar los 100 kW, ofrecer más potencia en un espacio más reducido es clave, afirmó Charles Zha, vicepresidente y director general de Navitas China.

Invitamos a diseñadores de energía y arquitectos de sistemas a asociarse con Navitas y descubrir cómo una hoja de ruta completa de diseños de alta eficiencia y alta densidad de potencia puede acelerar de forma rentable y sostenible las actualizaciones de sus servidores de IA.