Aufgrund des steigenden Energieverbrauchs in Rechenzentren hat sich ein Trend zur Verwendung von immer mehr 48-V-Stromversorgungssystemen entwickelt. Mit dem MLCC (1210i, 10 uF, 100 V, X7S), der auch für höhere Temperaturen geeignet ist, wird Samsung Electro-Mechanics dem gestiegenen Bedarf an diesen Systemen gerecht. Dieser MLCC (Keramikvielschicht-Chipkondensator) ist für industrielle Anwendungen und Roboteranwendungen erhältlich, die mit 48-V-Stromversorgungssystemen arbeiten.
Der Anstieg der TDP (Thermal Design Power) in CPU, Speicher, GPU
Der zunehmende Einsatz künstlicher Intelligenz (KI), die auf Big Data basiert, bedeutet für die Unternehmen von Rechenzentren, mehr Verarbeitungsleistung bereitstellen zu müssen: mehr Prozessoren mit einer größeren Anzahl von CPU-Kernen.
Die resultierende TDP der Server-CPUs ist in den letzten 3 Jahren um mehr als 70 % gestiegen. Für das Jahr 2022 wird bei neueren Server-CPUs ein Wert zwischen 350 und 400 W erwartet.
Zudem steigt die TDP von Speichermodulen aufgrund der höheren Geschwindigkeit von DDR5 und trägt zum vermehrten Stromverbrauch bei (siehe Abbildung 1).
In anderen Anwendungsbereichen wie Machine Learning nimmt die TDP in GPU und Tensor-Hardwarebeschleunigungsprozessoren ebenfalls zu und erreicht nahezu 400 W pro Prozessor.
Die Energieeffizienz von Rechenzentren ist derzeit nicht nur ein Problem für Unternehmen, sondern eine nationale Angelegenheit. Das Energieministerium der Vereinigten Staaten (DOE) veröffentlicht Leitlinien, die der Verbesserung der Energieeffizienz in Rechenzentren dienen sollen, um dem Anstieg der Zahlen entgegenzuwirken.
Laut DOE verbrauchen Rechenzentren in den USA 73 Milliarden kWh Strom. Dies entspricht Platz 38 in der Rangfolge von 218 Ländern weltweit beim Stromverbrauch. Der Wert ist gleich dem Stromverbrauch der Länder Chile, Österreich und Belgien zusammen.
Die für den Betrieb der Server in Rechenzentren verbrauchte Energie macht mehr als 50 % des Gesamtstromverbrauchs aus und wächst kontinuierlich.
Vermehrter Einsatz von 48-Volt-Stromversorgungssystemen
Viele Betreiber von Rechenzentren steigen auf 48-V-Systeme um, implementieren eine effiziente Leistungsumwandlung und reduzieren so die im Zusammenhang mit hohem Strombedarf auftretenden Probleme. Dieser Trend nimmt schnell an Fahrt auf, weil auch in anderen Bereichen die vorhandenen 12-V-Systeme ausgetauscht werden. Aus dem Blickwinkel der Serversystementwickler werden aufgrund des Wechsels der Eingangsspannung von 12 V auf 48 V MLCCs mit einer Hochleistungskapazität von 100 V benötigt.
Ein anderes Problem moderner Serversysteme ist die Abwärme. Aufgrund der schnell steigenden Anzahl an CPU-Kernen und Beschleunigungskomponenten wie Hochleistungsgrafikkarten wird auch die Wärmeproblematik ständig virulenter.
Beginnend mit Ice Lake wurde die Anzahl der pro CPU unterstützten DIMM-Module von 12 auf bis zu 16 erhöht. Da DDR5 jetzt über einen integrierten Spannungsregler (Voltage Regulator, VR) verfügt, steigt die Temperatur im System schnell an.
Deswegen werden hochtemperaturgeeignete MLCCs benötigt.
Samsung 1210i, 10 uF, 100 V, X7S (CL32Y106KCVZNWE)
Um genau diesen Kundenproblemen zu begegnen, hat Samsung Electro-Mechanics den MLCC (10 uF, 100 V, X7S) für Temperaturen bis 125 ℃ entwickelt, der höhere Zuverlässigkeit als bisherige Produkte für Netzwerk- und Unternehmensausrüstung wie Server bietet. Diese Produkte können auf arrow.de erworben werden.
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Erhältlich für KI-Robotik und Telekommunikation
Für Anwendungen mit hohem Strombedarf – z. B. KI-gesteuerte Lagerroboter – können vier 12-V-Batterien in Reihe verbunden werden, um ein 48-V-System zu schaffen. 48-V-Stromversorgungssysteme kommen auch in herkömmlichen Telekommunikationsanlagen wie Basisstationen zum Einsatz. Hier bieten sich die extrem zuverlässigen Produkte von Samsung Electro-Mechanics an.