A mesterséges intelligencia nemcsak a számítási teljesítmény iránti igényt növeli, hanem az adatközpontok energiaellátását is új pályára állítja. A következő generációs AI-rackek teljesítményigénye már olyan magas, hogy a hagyományos áramellátási megoldások egyre nehezebben tudják kiszolgálni őket. Az iparág ezért egyre inkább a 800 voltos egyenáramú, azaz 800 VDC-s architektúrák felé fordul. A Schneider Electric ezzel kapcsolatban az átállással kapcsolatos biztonsági kockázatokat vizsgálta.
Nem csak több áram kell, hanem azt másképp is kell eljuttatni
Az AI-adatközpontok energiaigénye egészen más nagyságrendbe lép, mint amit a korábbi adatközpontoknál megszoktunk. Egy-egy nagy teljesítményű rack már több száz kilowatt energiát igényelhet.
Ilyen teljesítmény mellett már az sem mindegy, hogyan jut el az áram az adatközpontból a számításokat végző GPU-khoz. Minél nagyobb teljesítményt kell továbbítani, annál nagyobb áram folyik a vezetékeken – ez pedig vastagabb kábeleket, nagyobb elosztórendszereket és nagyobb veszteséget jelenthet.
A magasabb feszültség éppen ezen segíthet. Ugyanaz a teljesítmény ugyanis kisebb áramerősséggel továbbítható, ha magasabb a feszültség. Ez az egyik legfontosabb oka annak, hogy az iparág a 800 VDC, vagyis a 800 voltos egyenáramú energiaelosztás felé fordul.
A változás ráadásul nemcsak arról szól, hogy „több áramot küldünk a rackekbe”. Az új megoldásoknál az energia átalakításának egy része is kikerülhet közvetlenül a számítási rackből, és egy külön energiaellátási rendszerbe kerülhet. Így a nagy teljesítményű GPU-khoz hatékonyabban és kisebb veszteséggel juthat el az energia.
Csakhogy a magasabb feszültségnek van egy árnyoldala is: új biztonsági kérdéseket vet fel.
A nagyobb feszültség új biztonsági kérdéseket is hoz
Ha valami elromlik egy elektromos rendszerben, nem mindegy, mekkora energia szabadul fel, és az sem, hogy mennyi idő alatt sikerül lekapcsolni a hibás részt. Egy nagy teljesítményű adatközpontban ez különösen fontos, hiszen itt már rendkívül nagy mennyiségű elektromos energia áll rendelkezésre.
A Schneider Electric most két, a nagy adatközpontokban alkalmazható 800 VDC-s kialakítást vizsgált meg abból a szempontból, mi történik egy esetleges ívzárlatnál. Ez olyan elektromos hiba, amelynél az áram egy íven keresztül jut át két pont között, és komoly hőhatással járhat.
A vizsgálat egyik legfontosabb tanulsága, hogy nem önmagában a 800 voltos feszültség dönti el, mennyire veszélyes egy ilyen rendszer. Legalább ennyire számít, hogyan tervezték meg az energiaellátást, milyen védelmi eszközöket használnak, és milyen gyorsan képesek megszakítani a hibás áramutat.
A két vizsgált megoldás közül a rackszintű kialakításnál még óvatos, a valóságosnál kedvezőtlenebb feltételezések mellett is alacsony maradt a felszabaduló energia. A központosított rendszerben nagyobb értékek adódtak, de megfelelő védelemmel és gyors beavatkozással itt is olyan szintre csökkenthető a kockázat, amely a hagyományos váltakozó áramú rendszerekével összevethető.
Ez azért lényeges eredmény, mert a 800 VDC elterjedésének egyik akadálya éppen az lehetne, hogy a magasabb feszültség miatt az adatközpontok üzemeltetői nagyobb biztonsági kockázattól tartanak.
Néhány ezredmásodperc is sokat számíthat
A Schneider vizsgálata egy másik fontos részletre is felhívja a figyelmet: egy elektromos hiba esetén az első néhány ezredmásodpercben történteknek is komoly jelentőségük lehet.
Ennek egyik oka, hogy az ilyen rendszerekben kondenzátorok is tárolnak energiát. Egy hiba kialakulásakor ezek nagyon gyorsan leadhatják ezt az energiát, még mielőtt a rendszer védelme teljesen lekapcsolná az érintett részt.
Ezért az új adatközponti energiaellátásnál nem elég egyszerűen azt kiszámolni, mekkora feszültségen működik a rendszer. Azt is meg kell vizsgálni, hogyan viselkedik egy valódi hibahelyzetben, és milyen gyorsan reagálnak rá a védelmi megoldások.
Ebben segíthetnek a számítógépes szimulációk és a digitális ikrek. Ezekkel még a tényleges üzembe helyezés előtt modellezhető, hogyan viselkedne az adott energiaellátás különböző hibák esetén, és hol lehet szükség gyorsabb vagy másfajta védelemre. A Schneider szerint ezzel pontosabban meghatározható a tényleges kockázat, mint pusztán nagyon óvatos, általános feltételezések alapján.
Ez azért fontos, mert az iparág nem egyszerűen egy új feszültségszint bevezetésére készül. Az energiaellátási architektúra egészének változása zajlik.
Az AI infrastruktúrája is átalakul
Az NVIDIA és az iparági partnerek már az 800 VDC-s infrastruktúra elterjesztésén dolgoznak, az NVIDIA pedig a következő generációs AI-gyárak egyik alapvető energiaarchitektúrájaként kezeli a megoldást. A közeljövőben a rackek mellett elhelyezett energiaellátási rendszerek jelenthetik az átmenetet a jelenlegi AC-alapú adatközpontok és a későbbi, natív 800 VDC-s infrastruktúrák között.
A trend jelentőségét jól mutatja, hogy a Schneider saját elemzése szerint a 800 VDC-s energiaelosztás az egyre nagyobb teljesítményű AI-rackek kiszolgálásának egyik lehetséges útja. A vállalat szerint megfelelő tervezéssel és védelemmel a magasabb feszültségből adódó biztonsági kockázatok kezelhetők.
Ez azt jelenti, hogy az adatközpontok fejlődésében egyre kevésbé lehet különválasztani a számítási teljesítményt és az energiaellátást. Hiába lesznek ugyanis egyre erősebbek a GPU-k, ha az infrastruktúra nem tudja megfelelő mennyiségű és megfelelő minőségű energiával ellátni őket.
Az AI-forradalom következő szűk keresztmetszete így könnyen lehet, hogy már nem a chip, hanem az az infrastruktúra lesz, amely energiával látja el.
