מדפי שרתים מבוססי בינה מלאכותית חווים קפיצות מתח ברמת מילישנייה (בדרך כלל 1-50 מילישניות) וירידות מתח באפיק DC במהלך מעבר מהיר בין עומסי אימון לעומסי הסקה. NVIDIA, בתכנון מדפי החשמל שלה מדגם GB300 NVL72, מציינת שמדפי החשמל שלה משלב רכיבי אחסון אנרגיה ועובדים עם בקר כדי להשיג החלקת מתח מהירה ברמת המדפים (ראה מקור [1]).
בפרקטיקה ההנדסית, שימוש ב"קבל-על היברידי (LIC) + BBU (יחידת גיבוי סוללה)" ליצירת שכבת חיץ סמוכה יכול לנתק את "תגובה חולפת" ואת "כוח הגיבוי לטווח קצר": ה-LIC אחראי על פיצוי ברמת מילי-שנייה, וה-BBU אחראי על השתלטות ברמת שנייה עד דקה. מאמר זה מספק גישת בחירה ניתנת לשחזור עבור מהנדסים, רשימה של אינדיקטורים מרכזיים ופריטי אימות. ניקח כדוגמה את YMIN SLF 4.0V 4500F (ESR יחידה בודדת ≤0.8mΩ, זרם פריקה רציף 200A, הפרמטרים צריכים להתייחס לגיליון המפרט [3]), והוא מספק הצעות תצורה ותמיכה בנתונים השוואתיים.
ספקי כוח מסוג Rack BBU מקרבים את "החלקת הספק חולפת" לעומס.
כאשר צריכת החשמל במדף יחיד מגיעה לרמת מאות קילוואט, עומסי עבודה של בינה מלאכותית עלולים לגרום לקפיצות זרם תוך זמן קצר. אם ירידת מתח האפיק עולה על סף המערכת, היא עלולה לגרום להגנה על לוח האם, שגיאות GPU או הפעלה מחדש. כדי להפחית את השפעות השיא על אספקת החשמל במעלה הזרם ועל הרשת, חלק מהארכיטקטורות מציגות אסטרטגיות של חציצה ובקרה של אנרגיה בתוך מדף החשמל, מה שמאפשר לקפיצות מתח "להיספג ולשחרר באופן מקומי" בתוך המדף. המסר המרכזי של עיצוב זה הוא: יש לטפל תחילה בבעיות חולפות במיקום הקרוב ביותר לעומס.
בשרתים המצוידים במעבדים גרפיים בעלי הספק גבוה במיוחד (ברמת קילוואט) כמו NVIDIA GB200/GB300, האתגר המרכזי העומד בפני מערכות חשמל עבר מגיבוי חשמל מסורתי לטיפול בקפיצות מתח חולפות ברמות של אלפיות השנייה ומאות קילוואט. פתרונות גיבוי חשמל מסורתיים של BBU, המתמקדים בסוללות עופרת-חומצה, סובלים מצווארי בקבוק במהירות התגובה ובצפיפות ההספק עקב עיכובים מובנים בתגובה כימית, התנגדות פנימית גבוהה ויכולות מוגבלות לקבלת מטען דינמי. צווארי בקבוק אלה הפכו לגורמים מרכזיים המגבילים את שיפור כוח המחשוב במדף יחיד ואת אמינות המערכת.
טבלה 1: תרשים סכמטי של מיקום מצב אחסון אנרגיה היברידי בן שלוש הרמות ב-BBU במדף (תרשים טבלה)
| צד הטעינה | אוטובוס DC | LIC (קבל-על היברידי) | BBU (סוללה/אחסון אנרגיה) | UPS/HVDC |
| צעד צריכת חשמל של כרטיס מסך/לוח אם (רמת אלפיות השנייה) | מתח אפיק DC נפילת מתח/אדווה | פיצוי מקומי אופייני 1-50 אלפיות שנייה טעינה/פריקה בקצב גבוה | השתלטות לטווח קצר ברמה של דקה שנייה (מתוכננת בהתאם למערכת) | רמת אספקת חשמל לטווח ארוך, דקה-שעה (בהתאם לארכיטקטורת מרכז הנתונים) |
אבולוציה של אדריכלות
מ"גיבוי סוללה" ל"מצב אחסון אנרגיה היברידי תלת-שכבתי"
יחידות BBU מסורתיות מסתמכות בעיקר על סוללות לאחסון אנרגיה. לנוכח מחסור באנרגיה ברמת מילישנייה, סוללות, המוגבלות על ידי קינטיקה של תגובה כימית והתנגדות פנימית מקבילה, מגיבות לעתים קרובות פחות מהר מאשר אחסון אנרגיה מבוסס קבלים. לכן, פתרונות בצד המדף החלו לאמץ אסטרטגיה מדורגת: "LIC (חולף) + BBU (זמן קצר) + UPS/HVDC (זמן ארוך)":
LIC המחובר במקביל ליד אפיק DC: מטפל בפיצוי הספק ברמת אלפיות השנייה ובתמיכה במתח (טעינה ופריקה בקצב גבוה).
BBU (סוללה או אחסון אנרגיה אחר): מטפל בהשתלטות ברמת השניה עד הדקה (מערכת שתוכננה למשך גיבוי).
UPS/HVDC ברמת מרכז נתונים: מטפל באספקת חשמל ללא הפרעות לטווח ארוך וברגולציה בצד הרשת.
חלוקת עבודה זו מנתקת את הקשר בין "משתנים מהירים" ל"משתנים איטיים": ייצוב האפיק תוך הפחתת לחץ ארוך טווח ולחץ תחזוקה על יחידות אחסון אנרגיה.
ניתוח מעמיק: למה YMINסופר-קבלים היברידיים?
קבל העל ההיברידי LIC (קבל ליתיום-יון) של ymin משלב מבחינה מבנית את מאפייני ההספק הגבוהים של קבלים עם צפיפות האנרגיה הגבוהה של מערכת אלקטרוכימית. בתרחישי פיצוי חולף, המפתח לעמידה בעומס הוא: פלט האנרגיה הנדרשת בתוך Δt המטרה, ומסירת זרם פולס גדול מספיק בטווח עליית הטמפרטורה וירידת המתח המותרים.
תפוקת הספק גבוהה: כאשר עומס ה-GPU משתנה בפתאומיות או תנודות ברשת החשמל, סוללות עופרת-חומצה מסורתיות, בשל קצב התגובה הכימית האיטי שלהן וההתנגדות הפנימית הגבוהה שלהן, חוות הידרדרות מהירה ביכולת קבלת המטען הדינמית שלהן, וכתוצאה מכך חוסר יכולת להגיב תוך אלפיות השנייה. קבל-העל ההיברידי יכול להשלים פיצוי מיידי תוך 1-50 מילישניות, ולאחר מכן לספק גיבוי ברמת דקה מספק הגיבוי של BBU, מה שמבטיח מתח אפיק יציב ומפחית משמעותית את הסיכון לקריסות לוח האם וה-GPU.
אופטימיזציה של נפח ומשקל: כאשר משווים "אנרגיה זמינה שוות ערך (נקבעת על ידי חלון המתח V_hi→V_lo) + חלון חולף שוות ערך (Δt)", פתרון שכבת החיץ של LIC בדרך כלל מפחית את הנפח והמשקל באופן משמעותי בהשוואה לגיבוי סוללה מסורתי (הפחתת נפח של כ-50%-70%, הפחתת משקל של כ-50%-60%, ערכים אופייניים אינם זמינים לציבור ודורשים אימות פרויקט), ומפנה מקום בארון תקשורת ומשאבי זרימת אוויר. (האחוז הספציפי תלוי במפרטים, ברכיבים המבניים ובפתרונות פיזור החום של אובייקט ההשוואה; מומלץ אימות ספציפי לפרויקט.)
שיפור מהירות טעינה: לסוללת LIC יכולות טעינה ופריקה גבוהות, ומהירות הטעינה שלה גבוהה בדרך כלל מזו של פתרונות סוללות (שיפור מהירות של יותר מפי 5, ומשיג טעינה מהירה של כמעט עשר דקות; מקור: ערכי סוללת סופר-קבל היברידית לעומת ערכי סוללות עופרת-חומצה אופייניות). זמן הטעינה נקבע על ידי מרווח הספק המערכת, אסטרטגיית הטעינה והתכנון התרמי. מומלץ להשתמש ב"זמן הנדרש לטעינה ל-V_hi" כמדד קבלה, בשילוב עם הערכה חוזרת של עליית טמפרטורת פעימות.
מחזור חיים ארוך: סוללות עופרת-חומצה (LIC) בדרך כלל מציגות מחזור חיים ארוך יותר ודרישות תחזוקה נמוכות יותר בתנאי טעינה ופריקה בתדירות גבוהה (מיליון מחזורים, מעל 6 שנות אורך חיים, פי 200 בערך מזה של סוללות עופרת-חומצה מסורתיות; מקור: קבלי-על היברידיים בהשוואה לסוללות עופרת-חומצה טיפוסיות). מגבלות מחזור החיים ועליית הטמפרטורה כפופות למפרטים ותנאי בדיקה ספציפיים. מנקודת מבט של מחזור חיים מלא, זה מסייע בהפחתת עלויות תפעול ותחזוקה וכשל.
איור 2: סכמטיקה של מערכת אחסון אנרגיה היברידית:
סוללת ליתיום-יון (רמת דקה שנייה) + קבל ליתיום-יון LIC (חיץ ברמה של מילישנייה)
בהתבסס על ה-Musashi CCP3300SC היפני (3.8V 3000F) של עיצוב הייחוס של NVIDIA GB300, הוא מתגאה בצפיפות קיבולת גבוהה יותר, מתח גבוה יותר וקיבולת גבוהה יותר במפרטים הזמינים לציבור: מתח הפעלה של 4.0V וקיבולת של 4500F, וכתוצאה מכך אחסון אנרגיה גבוה יותר בתא בודד ויכולות חציצה חזקות יותר באותו גודל מודול, מה שמבטיח תגובה ברמת מילישנייה ללא פשרות.
פרמטרים עיקריים של סופר-קבלים היברידיים מסדרת YMIN SLF:
מתח מדורג: 4.0V; קיבולת נומינלית: 4500F
התנגדות פנימית DC/ESR: ≤0.8mΩ
זרם פריקה רציף: 200A
טווח מתח הפעלה: 4.0–2.5V
באמצעות פתרון חיץ מקומי BBU מבוסס-על-קבלים היברידי של YMIN, הוא יכול לספק פיצוי זרם גבוה לאפיק DC בתוך חלון של אלפיות השנייה, ובכך לשפר את יציבות מתח האפיק. בהשוואה לפתרונות אחרים עם אותה אנרגיה זמינה וחלון זמני, שכבת החיץ בדרך כלל מפחיתה את תפוסת המקום ומפנה משאבי מדף. היא גם מתאימה יותר לטעינה ופריקה בתדירות גבוהה ולדרישות התאוששות מהירה, מה שמפחית את לחץ התחזוקה. יש לאמת ביצועים ספציפיים על סמך מפרטי הפרויקט.
מדריך בחירה: התאמה מדויקת לתרחיש
לנוכח האתגרים הקיצוניים של כוח מחשוב מבוסס בינה מלאכותית, חדשנות במערכות אספקת חשמל היא קריטית.קבל-על היברידי SLF 4.0V 4500F של YMIN, עם טכנולוגיה קניינית איתנה, מספקת פתרון שכבת חיץ BBU בעל ביצועים גבוהים ואמין ביותר המיוצר מקומית, המספק תמיכה מרכזית להתפתחות מתמשכת, יציבה, יעילה ואינטנסיבית של מרכזי נתונים מבוססי בינה מלאכותית.
אם אתם זקוקים למידע טכני מפורט, אנו יכולים לספק: גיליונות נתונים, נתוני בדיקה, טבלאות בחירת יישומים, דוגמאות וכו'. אנא ספקו גם מידע מרכזי כגון: מתח אפיק, ΔP/Δt, מידות החלל, טמפרטורת הסביבה ומפרטי אורך חיים כדי שנוכל לספק במהירות המלצות תצורה.
מדור שאלות ותשובות
ש: עומס ה-GPU של שרת בינה מלאכותית יכול לעלות ב-150% תוך אלפיות השנייה, וסוללות עופרת-חומצה מסורתיות לא יכולות לעמוד בקצב. מהו זמן התגובה הספציפי של סופר-קבלי ליתיום-יון YMIN, וכיצד משיגים תמיכה מהירה זו?
א: קבלי-על היברידיים של YMIN (SLF 4.0V 4500F) מסתמכים על עקרונות אחסון אנרגיה פיזיקליים ובעלי התנגדות פנימית נמוכה במיוחד (≤0.8mΩ), המאפשרת פריקה מיידית בקצב גבוה בטווח של 1-50 מילישניות. כאשר שינוי פתאומי בעומס ה-GPU גורם לירידה חדה במתח אפיק DC, הוא יכול לשחרר זרם גדול כמעט ללא השהייה, לפצות ישירות על הספק האפיק, ובכך לקנות זמן לספק הכוח של ה-BBU האחורי להתעורר ולהשתלט, להבטיח מעבר מתח חלק ולמנוע שגיאות חישוב או קריסות חומרה הנגרמות כתוצאה מירידות מתח.
סיכום בסוף מאמר זה
תרחישים רלוונטיים: מתאים ליחידות BBU (Backup Power Units) ברמת מדף של שרתי AI בתרחישים שבהם אפיק ה-DC מתמודד עם קפיצות מתח/ירידות מתח ברמת מילישנייה; רלוונטי לארכיטקטורת חיץ מקומית של "קבל-על היברידי + BBU" לייצוב מתח האפיק ופיצוי זמני תחת הפסקות חשמל לטווח קצר, תנודות ברשת ושינויים פתאומיים בעומס ה-GPU.
יתרונות מרכזיים: תגובה מהירה ברמת מילישנייה (מפצה על חלונות חולפים של 1-50 אלפיות השנייה); התנגדות פנימית נמוכה/יכולת זרם גבוה, שיפור יציבות מתח האפיק והפחתת הסיכון להפעלות מחדש בלתי צפויות; תמיכה בטעינה ופריקה בקצב גבוה ובטעינה מהירה, קיצור זמן התאוששות גיבוי חשמל; מתאים יותר לתנאי טעינה ופריקה בתדירות גבוהה בהשוואה לפתרונות סוללה מסורתיים, מסייע בהפחתת לחץ התחזוקה ועלויות מחזור החיים הכוללות.
דגם מומלץ: YMIN מרובע סופר-קבל היברידי SLF 4.0V 4500F
רכישת נתונים (מפרטים/דוחות בדיקה/דגימות):
אתר רשמי: www.ymin.com
קו חם טכני: 021-33617848
מקורות ציבוריים
[1] הבלוג הטכני/מידע רשמי של NVIDIA: מבוא ל-GB300 NVL72 (Power Shelf) אחסון אנרגיה ברמת ארון תקשורת (ארון תקשורת)
[2] דוחות ציבוריים מתקשורת/מוסדות כגון TrendForce: יישומי LIC קשורים ל-GB200/GB300 ומידע על שרשרת האספקה
[3] חברת Shanghai YMIN Electronics מספקת את "מפרטי קבל-על היברידי SLF 4.0V 4500F"
זמן פרסום: 20 בינואר 2026