优化人工智能数据中心的电源完整性与能效

在人工智能数据中心中,能源管理与性能表现同等重要。然而,尽管高端服务器和机架交换机采用顶尖芯片与互连技术,串扰和电磁干扰仍可能引发电源管理问题,最终阻碍人工智能数据中心的扩展能力。 若缺乏多功能的设计自动化与测量工具,将难以实现电源分配网络的仿真模拟、电力问题的根源诊断,进而无法确保供电效率。 

防止电源完整性问题危及人工智能数据中心

简化供电网络分析,预测可靠性,并在设计初期优化热性能——从而简化电源完整性工作流程。

以无与伦比的精度分析噪声、纹波和串扰

借助多功能、紧凑且高性能的测试测量工具,识别并消除最棘手的电源完整性问题的根本原因。

通过降低功耗来扩展人工智能工作负载容量

通过提升网络设备和基础设施的电源完整性、管理及传输能力,优化人工智能数据中心的能效表现。

线上研讨会:使用示波器波器验证电源完整性

探索电源完整性测量的基本工作流程,同时半导体 开关模式电源的发展历程。掌握调试大电流、低电压电源轨噪声问题所需的各类测量探头与示波器软件。

分布式网络图标

常见问题解答:人工智能数据中心供电

人工智能数据中心的电力需求正呈现指数级增长。据富国银行预测,到2030年人工智能能耗可能达到652太瓦时(TWh),较2024年水平激增8050%。这种增长主要源于模型训练和推理等计算密集型工作负载,这些任务在高密度GPU和TPU机架上运行。 与传统数据中心不同,AI工作负载需要在高电流密度下持续供电,这往往将电源完整性和热设计推向极限。

电力主要消费者包括:

  • 加速器如GPU和TPU(用于训练和推理)
  • 内存子系统(例如:HBM/DDR模块)
  • 用于高带宽数据传输的网络设备
  • 用于散发密集型人工智能工作负载所产生热量的冷却系统

每瓦输出的功率都必须稳定且无纹波,因此需要借助实时示波器配合电源轨探头三相软件等工具,在各个层面验证电源完整性——从电路板级电压调节器到机架级配电系统。

人工智能工作负载不仅计算密集,更具有突发性、并行性和高热负荷特性。训练大型模型常导致峰值负载,对供电系统和冷却系统形成双重压力。这要求对电压裕度、电流尖峰和纹波进行实时监测与分析。 是德科技的电源分析软件EMI工具及 SIPro解决方案 ,可协助工程师检测电源异常并优化电路板布局,确保系统在高负荷状态下稳定供电。这些措施对于优化运行效率、预防硬件故障、减少AI训练或实时推理周期中的能源浪费至关重要。

领先的数据中心同时部署硬件级和软件级策略,包括:

  • 采用实时示波器示波器和电磁干扰探头进行电源完整性验证
  • 使用三相软件等工具进行相位平衡与谐波检测
  • 利用EDA工具进行仿真与建模,以预先验证电路板设计和电源传输路径
  • 工作负载调优与调度,以平滑推理或训练周期中的功耗峰值

此外,是德科技的设计数据和IP数据管理平台能够帮助团队分析、版本控制并优化跨芯片和系统团队的功耗数据。这些洞察支持设计迭代,并助力实现能效目标。

扩展人工智能基础设施面临的主要挑战包括:

  • 来自高密度计算机架的热负荷
  • 由于开关元件速度加快和裕度缩小导致的电源完整性劣化
  • 基于动态资源分配的AI模型引发不可预测的需求激增
  • 电网约束:需求超越传统基础设施

应对这些挑战需要同时进行验证(例如纹波和传导电磁干扰分析)与架构创新,包括分散式供电、人工智能感知型热管理,以及将实时功耗遥测数据集成到运行仪表盘中。

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