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Da onsemi una soluzione per migliorare l’efficienza energetica dei Data Center

5 Giugno 2024

Risparmi energetici fino a 10 TeraWatt grazie alla più recente e avanzata tecnologia dei semiconduttori di potenza

Con l’arrivo e la diffusione dell’IA, i carichi di lavoro e il consumo energetico dei data center è in costante aumento con la conseguente necessità di migliorarne l’efficienza; la risposta si trova nella potente combinazione della più recente famiglia T10 PowerTrench^® e dei MOSFET EliteSiC da 650V di onsemi; questa «unione» rappresenta un’eccellente soluzione per l’applicazione nei data center, grazie al suo elevatissimo grado di efficienza e alle sue elevate prestazioni termiche in uno spazio ridotto.

Rispetto alla richiesta di potenza un motore di ricerca tipico, il motore supportato dall’IA ne richiede oltre 10 volte tanta e questo, secondo alcune stime, porterà in meno di 2 anni il fabbisogno energetico globale dei data center a 1.000 TWh.

Per elaborare una singola richiesta supportata dall’IA, l’energia viene convertita 4 volte dalla rete al processore, il che può comportare una perdita del 12% circa. Utilizzando la famiglia T10 PowerTrench e la soluzione EliteSiC 650V, i data center possono ridurre dell’1% le perdite di energia stimate.

Se implementata nei data center a livello globale, questa soluzione potrebbe ridurre il consumo energetico di 10 TWh all’anno, equivalente all’energia necessaria per alimentare totalmente quasi 1 milione di abitazioni all’anno.

Come funziona

L’EliteSiC MOSFET da 650V offre prestazioni di commutazione superiori e minori capacità del dispositivo, consentendo di ottenere maggiore efficienza all’interno dei data center e nei sistemi di accumulo energetico.

Rispetto alla generazione precedente, i nuovi MOSFET al carburo di silicio (SiC) hanno una carica di gate dimezzata, con una riduzione del 44% dell’energia immagazzinata sia nella capacità di uscita (Eoss) che nella carica di uscita (Qoss).

Senza corrente di coda in fase di spegnimento e grazie alle prestazioni superiori a temperature elevate, contribuiscono inoltre a ridurre significativamente le perdite di commutazione rispetto ai MOSFET a giunzione superiore (SJ). Questo consente ai suoi utilizzatori di contenere le dimensioni dei componenti del sistema, aumentando la frequenza di funzionamento, con conseguente riduzione complessiva dei costi.

In effetti la Famiglia T10 PowerTrench è progettata per gestire correnti elevate, caratteristica cruciale per le fasi di conversione di potenza CC-CC, e offre una maggiore densità di potenza e prestazioni termiche superiori in un ingombro compatto. Questo è possibile grazie a un design a trench con gate schermato, che vanta una carica di gate ultra-bassa e un RDS (on) inferiore a 1 milliohm. Inoltre, il diodo di corpo a recupero morbido e il Qrr più basso minimizzano efficacemente il ringing, gli overshoot e il rumore elettrico, per garantire prestazioni, affidabilità e robustezza ottimali sotto stress. La Famiglia T10 PowerTrench soddisfa anche gli standard rigorosi richiesti per le applicazioni in ambito automotive.

Questa soluzione combinata soddisfa anche la rigorosa specifica di base Open Rack V3 (ORV3) richiesta dagli operatori hyperscale per supportare la prossima generazione di processori ad alta potenza.

A questo proposito Simon Keeton, Group President, Power Solutions Group di onsemi. ha dichiarato che “L’IA e l’elettrificazione stanno ridefinendo il nostro mondo, facendo schizzare alle stelle la domanda di energia. Accelerare l’innovazione nei semiconduttori di potenza per migliorare l’efficienza energetica è fondamentale per abilitare le nuove mega tendenze tecnologiche. Questo è il modo in cui alimentiamo responsabilmente il futuro. La nostra ultima soluzione può ridurre significativamente le perdite di potenza che si verificano durante il processo di conversione dell’energia, con un conseguente importante impatto sulle esigenze della prossima generazione di data center”.