AI伺服器電力傳輸的革新:
源載一體測試方案

隨著人工智慧(AI)應用爆發,從大型語言模型到自駕運算平台,伺服器所需的電力密度、穩定性與效率正被推向前所未有的高度。AI訓練與推理過程中大量且連續的高功率運算,使傳統的伺服器電源架構逐漸無法滿足需求。為此,除了ORv3 HPR架構的演進,以及HVDC高壓直流設計的Sidecar架構發展,以±400V及800V兩種直流電壓為傳輸主幹,有效降低線路損耗、提升能源傳輸效率,並釋放更多機架空間,實現高密度配置與靈活電源管理。

在過去,伺服器多採用12V或48V的低壓直流供電,然而隨著功率需求倍增,線路損耗與散熱負擔也急遽上升。HVDC架構以±400V或800V直流電為主幹,大幅降低線損並提升能源傳輸效率,使每瓦輸出的效益最大化,有效釋放機架空間、提升散熱效率,對AI伺服器的高密度部署而言尤為關鍵。

為配合這一趨勢,「Sidecar架構」應運而生。它將電源系統從伺服器主板中獨立出來,以模組化構成系統電力,主要簡化為AC-DC模組、BBU模組與DC-DC模組構成。

AC-DC模組:將交流電轉換為±400V或800V直流電,作為整體系統的高壓直流母線。BBU模組:作為當交流電網異常時,可快速以高壓直流短時供應的備用電源。DC-DC模組:將高壓直流轉換AI伺服器所需的直流電壓50V,滿足伺服器內部多層級供電需求。

下圖顯示了資料中心伺服器系統分別在ORv3 HPR架構與HVDC電源架構,而Chroma 62000D系列雙向直流電源在此兩種電源架構下的角色與方案。

在AI伺服器供電鏈中,AC-DC與DC-DC兩大模組都需經過嚴格的系統信賴性(Reliability Test)與崩應測試(Burn-in Test),以確保長時間高負載運行下仍維持穩定性能。市場逐漸轉向源載一體化測試架構(Bidirectional Power Test System)。此類設備能作為電源供電,亦能作為能源回收式負載,並將測試能量回饋至電網,實現節能減碳與綠色製造的目標。

面對AI伺服器電源測試的高壓、高功率挑戰,Chroma 62000D雙向直流電源系列提供完整的測試解決方案。其高功率密度設計在4U高度內達到45 kW功率,並可藉主從式並聯擴充至1.8MW兆瓦級別輸出,靈活對應PSU、Power Shelf及Power Rack等各級產品測試。

以HVDC電源架構為例,因應HVDC的電壓需求±400V及800V,62450D-2000HL獨具High/Low雙範圍設計,在適配±400V待測物測試時,可切換至Low檔位,在額定功率下,擁有更大的電流操作範圍。在適配800V待測物測試時,可切換至High檔位,滿足高電壓的操作範圍。僅單一型號即能滿足分別±400V及800V於額定功率下的測試需求。 

針對由HVDC轉成50V的DC-DC converter(PSU/Power Shelf/Rack Power),62450D-2000HL可以作為HVDC的輸入電源,而待測物輸出端則以62180D-100作為50V輸出負載,以靈活的應用模式及高效率的能源回收機制,以適應待測物的信賴性測試與崩應測試等長時間操作需求。

在BBU與其中雙向DC/DC converter的待測物測試情境,62450D-2000HL在此則可以作為電池模擬器供雙向DC/DC converter的待測物,模擬Battery Pack的特性。如BBU於充電模式時,62450D-2000HL則以負載行為讓雙向DC/DC converter電力汲入。如BBU於放電模式時, 62450D-2000HL則以電源行為讓DC/DC converter電力供應。

隨著AI伺服器功率密度持續提升,電源架構正從傳統低壓走向高壓直流化,測試方式亦同步邁入雙向整合時代。Chroma以62000D系列雙向直流電源方案,結合高效率能源回收、靈活功率擴充與多範圍測試能力,不僅滿足AI伺服器電源架構的測試需求,更為全球資料中心與電源產業邁向高效、低碳的未來奠定基礎。

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