एआई सर्वर रैक बीबीयू में मिलीसेकंड-स्तर के क्षणिक बिजली अंतराल: "हाइब्रिड सुपरकैपेसिटर (एलआईसी) + बीबीयू" अधिक उपयुक्त क्यों है?

एआई सर्वर रैक प्रशिक्षण और अनुमान भार के बीच तेजी से स्विचिंग के दौरान मिलीसेकंड स्तर (आमतौर पर 1-50 मिलीसेकंड) के पावर सर्ज और डीसी बस वोल्टेज ड्रॉप का अनुभव करते हैं। एनवीडिया, अपने जीबी300 एनवीएल72 पावर रैक डिज़ाइन में, उल्लेख करता है कि उसका पावर रैक ऊर्जा भंडारण घटकों को एकीकृत करता है और रैक-स्तर पर तीव्र क्षणिक पावर स्मूथिंग प्राप्त करने के लिए एक नियंत्रक के साथ काम करता है (संदर्भ [1] देखें)।

इंजीनियरिंग व्यवहार में, निकटवर्ती बफर परत बनाने के लिए "हाइब्रिड सुपरकैपेसिटर (LIC) + BBU (बैटरी बैकअप यूनिट)" का उपयोग करके "क्षणिक प्रतिक्रिया" और "अल्पकालिक बैकअप पावर" को अलग किया जा सकता है: LIC मिलीसेकंड स्तर के मुआवजे के लिए जिम्मेदार है, और BBU सेकंड से मिनट स्तर के कार्यभार के लिए जिम्मेदार है। यह लेख इंजीनियरों के लिए एक प्रतिलिपि योग्य चयन दृष्टिकोण, प्रमुख संकेतकों की सूची और सत्यापन मद प्रदान करता है। YMIN SLF 4.0V 4500F (एकल-इकाई ESR ≤ 0.8 mΩ, निरंतर डिस्चार्ज करंट 200A, पैरामीटर विनिर्देश पत्रक [3] देखें) को उदाहरण के रूप में लेते हुए, यह विन्यास सुझाव और तुलनात्मक डेटा सहायता प्रदान करता है।

रैक बीबीयू पावर सप्लाई "क्षणिक पावर स्मूथिंग" को लोड के करीब ला रही हैं।

जब सिंगल-रैक की बिजली खपत सैकड़ों किलोवाट तक पहुंच जाती है, तो AI वर्कलोड थोड़े समय में ही करंट स्पाइक्स उत्पन्न कर सकते हैं। यदि बस वोल्टेज ड्रॉप सिस्टम थ्रेशहोल्ड से अधिक हो जाता है, तो इससे मदरबोर्ड प्रोटेक्शन, GPU एरर या रीस्टार्ट जैसी समस्याएं उत्पन्न हो सकती हैं। अपस्ट्रीम बिजली आपूर्ति और ग्रिड पर पीक प्रभावों को कम करने के लिए, कुछ आर्किटेक्चर रैक पावर रैक के भीतर ऊर्जा बफरिंग और नियंत्रण रणनीतियों को लागू कर रहे हैं, जिससे बिजली स्पाइक्स को रैक के भीतर ही "अवशोषित और मुक्त" किया जा सके। इस डिज़ाइन का मूल संदेश यह है: क्षणिक समस्याओं का समाधान सबसे पहले लोड के निकटतम स्थान पर किया जाना चाहिए।

NVIDIA GB200/GB300 जैसे अति-शक्ति (किलोवाट स्तर) वाले GPU से लैस सर्वरों में, विद्युत प्रणालियों के सामने मुख्य चुनौती पारंपरिक बैकअप पावर से हटकर मिलीसेकंड और सैकड़ों किलोवाट स्तर के क्षणिक विद्युत उछालों को संभालने की हो गई है। लेड-एसिड बैटरी पर आधारित पारंपरिक BBU बैकअप पावर समाधानों में रासायनिक प्रतिक्रिया में होने वाली देरी, उच्च आंतरिक प्रतिरोध और सीमित गतिशील आवेश स्वीकृति क्षमताओं के कारण प्रतिक्रिया गति और पावर घनत्व में बाधाएं उत्पन्न होती हैं। ये बाधाएं एकल-रैक कंप्यूटिंग शक्ति और सिस्टम विश्वसनीयता में सुधार को सीमित करने वाले प्रमुख कारक बन गए हैं।

तालिका 1: रैक बीबीयू में तीन-स्तरीय हाइब्रिड ऊर्जा भंडारण मोड के स्थान का योजनाबद्ध आरेख (तालिका आरेख)

वास्तुकला का विकास

"बैटरी बैकअप" से लेकर "थ्री-टियर हाइब्रिड एनर्जी स्टोरेज मोड" तक

परंपरागत बीबीयू मुख्य रूप से ऊर्जा भंडारण के लिए बैटरी पर निर्भर करते हैं। मिलीसेकंड स्तर की बिजली की कमी का सामना करते हुए, रासायनिक प्रतिक्रिया गतिकी और समतुल्य आंतरिक प्रतिरोध द्वारा सीमित बैटरी, अक्सर कैपेसिटर-आधारित ऊर्जा भंडारण की तुलना में धीमी गति से प्रतिक्रिया करती हैं। इसलिए, रैक-साइड समाधानों ने एक स्तरीय रणनीति अपनाना शुरू कर दिया है: "एलआईसी (क्षणिक) + बीबीयू (अल्पकालिक) + यूपीएस/एचवीडीसी (दीर्घकालिक)"

डीसी बस के पास समानांतर में जुड़ा LIC: मिलीसेकंड स्तर पर बिजली की क्षतिपूर्ति और वोल्टेज समर्थन (उच्च दर पर चार्जिंग और डिस्चार्जिंग) को संभालता है।

बीबीयू (बैटरी या अन्य ऊर्जा भंडारण): सेकंड से मिनट स्तर के टेकओवर को संभालता है (बैकअप अवधि के लिए डिज़ाइन किया गया सिस्टम)।

डेटा सेंटर-स्तरीय यूपीएस/एचवीडीसी: यह दीर्घकालिक निर्बाध बिजली आपूर्ति और ग्रिड-साइड विनियमन को संभालता है।

श्रम का यह विभाजन "तेज़ चर" और "धीमे चर" को अलग करता है: ऊर्जा भंडारण इकाइयों पर दीर्घकालिक तनाव और रखरखाव के दबाव को कम करते हुए बस को स्थिर करता है।

गहन विश्लेषण: YMIN क्यों?हाइब्रिड सुपरकैपेसिटर?

यमिन का हाइब्रिड सुपरकैपेसिटर LIC (लिथियम-आयन कैपेसिटर) संरचनात्मक रूप से कैपेसिटर की उच्च शक्ति विशेषताओं को एक इलेक्ट्रोकेमिकल सिस्टम की उच्च ऊर्जा घनत्व के साथ जोड़ता है। क्षणिक क्षतिपूर्ति परिदृश्यों में, लोड को सहन करने की कुंजी है: लक्ष्य Δt के भीतर आवश्यक ऊर्जा का आउटपुट देना, और अनुमेय तापमान वृद्धि और वोल्टेज गिरावट सीमा के भीतर पर्याप्त रूप से बड़ी पल्स धारा प्रदान करना।

उच्च पावर आउटपुट: जब GPU लोड में अचानक बदलाव होता है या पावर ग्रिड में उतार-चढ़ाव होता है, तो धीमी रासायनिक प्रतिक्रिया दर और उच्च आंतरिक प्रतिरोध के कारण पारंपरिक लेड-एसिड बैटरी की गतिशील चार्ज ग्रहण करने की क्षमता में तेजी से गिरावट आती है, जिसके परिणामस्वरूप वे मिलीसेकंड में प्रतिक्रिया देने में असमर्थ हो जाती हैं। हाइब्रिड सुपरकैपेसिटर 1-50 मिलीसेकंड के भीतर तत्काल क्षतिपूर्ति कर सकता है, जिसके बाद BBU बैकअप पावर सप्लाई से मिनटों के स्तर की बैकअप पावर मिलती है, जिससे स्थिर बस वोल्टेज सुनिश्चित होता है और मदरबोर्ड और GPU क्रैश होने का खतरा काफी कम हो जाता है।

आयतन और भार अनुकूलन: "समकक्ष उपलब्ध ऊर्जा (V_hi→V_lo वोल्टेज विंडो द्वारा निर्धारित) + समकक्ष क्षणिक विंडो (Δt)" की तुलना करते समय, LIC बफर लेयर समाधान आमतौर पर पारंपरिक बैटरी बैकअप की तुलना में आयतन और भार को काफी कम कर देता है (आयतन में लगभग 50%–70% की कमी, भार में लगभग 50%–60% की कमी, विशिष्ट मान सार्वजनिक रूप से उपलब्ध नहीं हैं और परियोजना सत्यापन की आवश्यकता है), जिससे रैक स्थान और वायु प्रवाह संसाधनों की बचत होती है। (विशिष्ट प्रतिशत तुलना वस्तु के विनिर्देशों, संरचनात्मक घटकों और ऊष्मा अपव्यय समाधानों पर निर्भर करता है; परियोजना-विशिष्ट सत्यापन की अनुशंसा की जाती है।)

चार्जिंग गति में सुधार: LIC में उच्च दर पर चार्ज और डिस्चार्ज करने की क्षमता होती है, और इसकी रिचार्ज गति आमतौर पर बैटरी समाधानों की तुलना में अधिक होती है (गति में 5 गुना से अधिक सुधार, लगभग दस मिनट में फास्ट चार्जिंग प्राप्त करना; स्रोत: हाइब्रिड सुपरकैपेसिटर बनाम सामान्य लेड-एसिड बैटरी मान)। रिचार्ज समय सिस्टम पावर मार्जिन, चार्जिंग रणनीति और थर्मल डिज़ाइन द्वारा निर्धारित होता है। बार-बार पल्स तापमान वृद्धि मूल्यांकन के साथ, "V_hi तक रिचार्ज करने के लिए आवश्यक समय" को एक स्वीकार्य मापदंड के रूप में उपयोग करने की अनुशंसा की जाती है।

लंबी चक्र अवधि: उच्च आवृत्ति चार्ज और डिस्चार्ज स्थितियों में LIC आमतौर पर लंबी चक्र अवधि और कम रखरखाव आवश्यकताओं को प्रदर्शित करता है (1 मिलियन चक्र, 6 वर्ष से अधिक का जीवनकाल, पारंपरिक लेड-एसिड बैटरियों की तुलना में लगभग 200 गुना अधिक; स्रोत: हाइब्रिड सुपरकैपेसिटर की तुलना में सामान्य लेड-एसिड बैटरियां)। चक्र अवधि और तापमान वृद्धि सीमाएं विशिष्ट विनिर्देशों और परीक्षण स्थितियों के अधीन हैं। संपूर्ण जीवनचक्र के दृष्टिकोण से, यह संचालन, रखरखाव और विफलता लागत को कम करने में सहायक होता है।

चित्र 2: हाइब्रिड ऊर्जा भंडारण प्रणाली का योजनाबद्ध आरेख:

लिथियम-आयन बैटरी (सेकंड-मिनट स्तर) + लिथियम-आयन कैपेसिटर LIC (मिलीसेकंड-स्तर बफर)

एनवीडिया जीबी300 रेफरेंस डिजाइन के जापानी मुसाशी सीसीपी3300एससी (3.8वी 3000एफ) पर आधारित, यह अपने सार्वजनिक रूप से उपलब्ध विनिर्देशों में उच्च क्षमता घनत्व, उच्च वोल्टेज और उच्च क्षमता का दावा करता है: 4.0वी ऑपरेटिंग वोल्टेज और 4500एफ क्षमता, जिसके परिणामस्वरूप समान मॉड्यूल आकार के भीतर उच्च एकल-सेल ऊर्जा भंडारण और मजबूत बफरिंग क्षमताएं प्राप्त होती हैं, जो बिना किसी समझौते के मिलीसेकंड-स्तर की प्रतिक्रिया सुनिश्चित करती हैं।

YMIN SLF सीरीज हाइब्रिड सुपरकैपेसिटर के प्रमुख पैरामीटर:

रेटेड वोल्टेज: 4.0V; नाममात्र क्षमता: 4500F

डीसी आंतरिक प्रतिरोध/ईएसआर: ≤0.8mΩ

निरंतर डिस्चार्ज करंट: 200A

ऑपरेटिंग वोल्टेज रेंज: 4.0–2.5V

YMIN के हाइब्रिड सुपरकैपेसिटर-आधारित BBU लोकल बफर सॉल्यूशन का उपयोग करके, यह मिलीसेकंड के भीतर DC बस को उच्च करंट कंपनसेशन प्रदान कर सकता है, जिससे बस वोल्टेज स्थिरता में सुधार होता है। समान उपलब्ध ऊर्जा और ट्रांजिएंट विंडो वाले अन्य समाधानों की तुलना में, बफर लेयर आमतौर पर कम जगह घेरती है और रैक संसाधनों को मुक्त करती है। यह उच्च आवृत्ति चार्जिंग और डिस्चार्जिंग तथा तीव्र रिकवरी आवश्यकताओं के लिए भी अधिक उपयुक्त है, जिससे रखरखाव का दबाव कम होता है। विशिष्ट प्रदर्शन की पुष्टि परियोजना विनिर्देशों के आधार पर की जानी चाहिए।

चयन मार्गदर्शिका: परिदृश्य के साथ सटीक मिलान

कृत्रिम बुद्धिमत्ता की कंप्यूटिंग शक्ति की चरम चुनौतियों का सामना करते हुए, बिजली आपूर्ति प्रणालियों में नवाचार महत्वपूर्ण है।YMIN का SLF 4.0V 4500F हाइब्रिड सुपरकैपेसिटरअपनी ठोस मालिकाना तकनीक के साथ, यह कंपनी उच्च प्रदर्शन और अत्यधिक विश्वसनीय घरेलू स्तर पर उत्पादित बीबीयू बफर लेयर समाधान प्रदान करती है, जो एआई डेटा केंद्रों के स्थिर, कुशल और गहन निरंतर विकास के लिए मुख्य सहायता प्रदान करती है।

यदि आपको विस्तृत तकनीकी जानकारी की आवश्यकता है, तो हम डेटाशीट, परीक्षण डेटा, अनुप्रयोग चयन तालिकाएँ, नमूने आदि प्रदान कर सकते हैं। कृपया बस वोल्टेज, ΔP/Δt, स्थान आयाम, परिवेश तापमान और जीवनकाल विनिर्देश जैसी महत्वपूर्ण जानकारी भी प्रदान करें ताकि हम शीघ्रता से विन्यास संबंधी अनुशंसाएँ प्रदान कर सकें।

प्रश्नोत्तर अनुभाग

प्रश्न: एक एआई सर्वर का जीपीयू लोड कुछ मिलीसेकंडों में 150% तक बढ़ सकता है, और पारंपरिक लेड-एसिड बैटरी इसका सामना नहीं कर पातीं। वाईमिन लिथियम-आयन सुपरकैपेसिटर का विशिष्ट प्रतिक्रिया समय क्या है, और आप यह तीव्र समर्थन कैसे प्राप्त करते हैं?

ए: वाईमिन हाइब्रिड सुपरकैपेसिटर (एसएलएफ 4.0वी 4500एफ) भौतिक ऊर्जा भंडारण सिद्धांतों पर आधारित हैं और इनका आंतरिक प्रतिरोध अत्यंत कम (≤0.8mΩ) है, जिससे ये 1-50 मिलीसेकंड की सीमा में तात्कालिक उच्च-दर डिस्चार्ज कर सकते हैं। जब जीपीयू लोड में अचानक परिवर्तन के कारण डीसी बस वोल्टेज में तीव्र गिरावट आती है, तो यह लगभग बिना किसी विलंब के एक बड़ी धारा छोड़ सकता है, जिससे बस पावर की सीधी भरपाई हो जाती है। इस प्रकार, यह बैकएंड बीबीयू पावर सप्लाई को सक्रिय होने और कार्यभार संभालने के लिए समय प्रदान करता है, जिससे सुचारू वोल्टेज संक्रमण सुनिश्चित होता है और वोल्टेज में गिरावट के कारण होने वाली गणना संबंधी त्रुटियों या हार्डवेयर क्रैश से बचा जा सकता है।

इस लेख के अंत में सारांश दिया गया है।

उपयुक्त परिदृश्य: यह उन परिदृश्यों में एआई सर्वर रैक-स्तरीय बीबीयू (बैकअप पावर यूनिट) के लिए उपयुक्त है जहां डीसी बस को मिलीसेकंड स्तर के क्षणिक बिजली उछाल/वोल्टेज गिरावट का सामना करना पड़ता है; यह अल्पकालिक बिजली कटौती, ग्रिड उतार-चढ़ाव और अचानक जीपीयू लोड परिवर्तन के तहत बस वोल्टेज स्थिरीकरण और क्षणिक क्षतिपूर्ति के लिए "हाइब्रिड सुपरकैपेसिटर + बीबीयू" स्थानीय बफर आर्किटेक्चर के लिए भी उपयुक्त है।

मुख्य लाभ: मिलीसेकंड स्तर की तीव्र प्रतिक्रिया (1-50 मिलीसेकंड के क्षणिक अंतराल की भरपाई करते हुए); कम आंतरिक प्रतिरोध/उच्च धारा क्षमता, जिससे बस वोल्टेज स्थिरता में सुधार होता है और अप्रत्याशित रीस्टार्ट का जोखिम कम होता है; उच्च दर पर चार्जिंग और डिस्चार्जिंग तथा तीव्र रिचार्ज का समर्थन करता है, जिससे बैकअप पावर रिकवरी का समय कम हो जाता है; पारंपरिक बैटरी समाधानों की तुलना में उच्च आवृत्ति चार्जिंग और डिस्चार्जिंग स्थितियों के लिए अधिक उपयुक्त, जिससे रखरखाव का दबाव और कुल जीवनचक्र लागत कम करने में मदद मिलती है।

अनुशंसित मॉडल: YMIN स्क्वायर हाइब्रिड सुपरकैपेसिटर SLF 4.0V 4500F

डेटा (विनिर्देश/परीक्षण रिपोर्ट/नमूने) अधिग्रहण:

आधिकारिक वेबसाइट: www.ymin.com
तकनीकी हेल्पलाइन: 021-33617848

संदर्भ (सार्वजनिक स्रोत)

[1] एनवीडिया आधिकारिक सार्वजनिक सूचना/तकनीकी ब्लॉग: जीबी300 एनवीएल72 (पावर शेल्फ) रैक-स्तरीय ट्रांजिएंट स्मूथिंग/ऊर्जा भंडारण का परिचय

[2] ट्रेंडफोर्स जैसे मीडिया/संस्थानों की सार्वजनिक रिपोर्टें: जीबी200/जीबी300 से संबंधित एलआईसी आवेदन और आपूर्ति श्रृंखला संबंधी जानकारी

[3] शंघाई वाईमिन इलेक्ट्रॉनिक्स "एसएलएफ 4.0वी 4500एफ हाइब्रिड सुपरकैपेसिटर विनिर्देश" प्रदान करता है