Yapay zeka (YZ) iş yüklerindeki hızlı artış, veri merkezlerinin enerji taleplerini de yükseltiyor. Geleneksel 54 V’luk raf güç dağıtımı, kilovat (kW) ölçeğindeki raflar için tasarlandı, ancak gelecekteki megawatt (MW) ölçeğindeki raflar, modern YZ fabrikalarında desteklenemeyecek kadar büyük.
NVIDIA’nın Yeni 800 V HVDC Sistemine Geçişi
NVIDIA, 1 MW IT raflarını desteklemek amacıyla 800 V’luk yüksek voltajlı doğru akım (HVDC) veri merkezi güç altyapısına geçişi liderliğini yapıyor ve bu değişim 2027 yılında başlayacak. Benimsenmeyi hızlandırmak amacıyla, NVIDIA, elektrik ekosistemindeki önemli sanayi ortaklarıyla işbirliği yapıyor. Bu ortaklar arasında:
- Silisyum sağlayıcıları: Infineon, MPS, Navitas, ROHM, STMicroelectronics, Texas Instruments
- Güç sistem bileşenleri: Delta, Flex Power, Lead Wealth, LiteOn, Megmeet
- Veri merkezi güç sistemleri: Eaton, Schneider Electric, Vertiv
Bu girişim, bir sonraki nesil YZ iş yükleri için yüksek verimli, ölçeklenebilir güç dağıtımını sağlayacak yenilikleri yönlendirerek, daha büyük güvenilirlik ve azalan altyapı karmaşıklığı hedefliyor.
Eski Sistemlerin Sınırları
Günümüzdeki YZ fabrikalarındaki raflar, 54 V DC güç dağıtımı kullanıyor ve bu sistem, ağır bakır borular aracılığıyla elektriği rafa dağılmış güç raftan, işlemci tepsilerine iletiyor. Ancak 200 kilowatt’ı aşan raflar için bu yaklaşım fiziksel sınırlara ulaşmaya başlıyor:
- Arazi kısıtlamaları: Günümüz NVIDIA GB200 NVL72 ya da NVIDIA GB300 NVL72 gibi sistemler, MGX hesaplama ve anahtar raflarını beslemek üzere sekiz güç rafı bulundurabiliyor. Aynı 54 V DC güç dağıtımını kullanmak, MW ölçeğinde 64 U’ya kadar raf alanı gerektirebilir. Bu, işlemci için hiç alan bırakmıyor. NVIDIA, GTC 2025’te, tek bir Kyber rafında 576 Rubin Ultra GPU’yu beslemek için 800 V’luk bir yan rafa yönelik bir sistem sergiledi. Alternatif olarak, her bir hesaplama rafı için özel bir güç rafı kullanmak gerekiyor.
- Bakır aşırı yükü: 54 V DC’nin 1 MW’lık bir raftaki kullanımı, 200 kg kadar bakır boru gerektiriyor. Bir tek GW’lik veri merkezinin sadece raf boruları, yarım milyon ton bakır talep edebilir. Şu anki güç dağıtım teknolojisi, gelecekteki GW veri merkezlerine sürdürülebilir değil.
- Verimsiz dönüşümler: Güç zinciri boyunca tekrarlanan AC/DC dönüşümleri enerji verimliliğini azaltmakta ve arıza noktalarını arttırmakta.
800 V HVDC Devrimi
NVIDIA’nın 800 V HVDC mimarisi bu zorlukları, kapsamlı bir yeniden tasarımla ele alıyor. NVIDIA, bu konsepti gerçeğe dönüştürmek için veri merkezi güç ekosistemiyle yenilikler ve değişiklikler üzerinde işbirliği yapıyor.
Geleneksel veri merkezi güç dağıtımı, çok sayıda voltaj dönüşümü gerektirdiğinden, bu süreç verimliliği azaltabilir ve elektrik sisteminin karmaşıklığını artırabilir. 13.8 kV AC şebeke gücünü doğrudan veri merkezi sınırında, sanayi sınıfı redüktörleri kullanarak 800 V HVDC’ye dönüştürmek, ara dönüşüm adımlarının çoğunu ortadan kaldırır. Bu sadeleştirilmiş yaklaşım, çok sayıda AC/DC ve DC/DC dönüşümlerde oluşan enerji kayıplarını en aza indirir.
Bu yöntem ayrıca, güç zincirinde ihtiyaç duyulan fanlı güç kaynaklarının (PSU) sayısını da önemli ölçüde azaltır. Daha az PSU ve fan, sistem güvenilirliğini artırırken, ısı dağılımını da azaltır ve enerji verimliliğini iyileştirir. HVDC dağıtımını modern veri merkezleri için daha etkili bir çözüm haline getiriyor ve toplam bileşen sayısını önemli ölçüde azaltıyor.
Raf Seviyesinde Güç Yönetimi
800 V’luk anaçlar kullanarak 415 V AC’den 800 V DC’ye geçiş, aynı iletken boyutuyla %85 daha fazla güç iletebilir. Yüksek voltaj, akım talebini düşürdüğü için, direnci kayıplarını düşürerek güç iletimini daha verimli hale getiriyor.
Daha düşük akım, ince iletkenlerin aynı yükü taşımak için yeterli olmasını sağlar ve bakır gereksinimlerini %45 oranında azaltır. Ayrıca, DC sistemleri AC’ye özgü verimsizlikleri ortadan kaldırdığından, kapsamın genel verimliliğini daha da artırır. 800 V DC dağıtımını benimseyen tesisler, daha yüksek güce sahip olmanın yanı sıra, daha iyi enerji verimliliği ve daha düşük malzeme maliyetleri elde eder.
800 V doğrudan girişini benimseyerek, hesaplama rafları, entegre AC/DC dönüşüm aşamalarına ihtiyaç duymadan güç teslimatını verimli bir şekilde yönetebilir. Bu raflar, iki iletken 800 V beslemesini kabul eder ve GPU cihazlarını çalıştırmak için işlemci rafında DC/DC dönüşümünü kullanır. Raf seviyesindeki AC/DC dönüşüm ögelerini ortadan kaldırmak, değerli alanı daha fazla işlem kaynağına ayırarak, daha yoğun konfigürasyonlar ve iyileştirilmiş soğutma verimliliği sağlar. Geleneksel AC/DC dönüşümlere kıyasla, doğrudan 800 V girişi, tasarımı basitleştirirken, performansı artırır.
800 V HVDC’nin Uzun Vadeli Faydaları
Ölçeklenebilirlik: Aynı veri merkezi güç altyapısını kullanarak 100 kW’dan 1 MW’a kadar olan rafları destekleyebilir, böylece kesintisiz genişleme imkanı sağlar.
Verimlilik: 54 V sistemlerine göre %5’e kadar daha iyi enerji verimliliği sağlar, bu da enerji kullanımını artırır.
Bakır Tasarrufu: Geleneksel 415 V AC veya 480 V DC mimarileri ile karşılaştırıldığında, 800 V HVDC, akımı azaltarak, bakır kullanımı ve termal kayıpları indirir.
Güvenilirlik: Geleneksel IT rafı PSU’ları, çalışma süresini artırmak için aşırı yükleme gerektirir, ancak bu durum sık bakım döngülerine yol açar. Merkezi güç dönüşümü, sistem güvenilirliğini artırırken, HVDC sistemlerinde arıza algılama ve servis edilebilirlik önemli bir yenilik alanıdır.
Geleceğe Yönelik Tasarım: 1 MW raflarının gereksinimlerini karşılamak üzere tasarlanmıştır ve veri merkezi talepleri geliştikçe daha yüksek güç raflarına verimli bir şekilde ölçeklenebilir.
HVDC Yayılımının Zorlukları
Yüksek voltajlı DC mimarileri daha önce pilot uygulamalarla yer almış olsa da, geniş çapta benimsenmesi teknik ve dağıtım zorlukları nedeniyle sınırlıydı. Ancak bugün, YZ destekli raf yoğunlukları, güç dönüşümündeki ilerlemeler ve elektrikli araç şarj standartları etrafında oluşturulan sanayi altyapısının birleşmesi durumu değiştiriyor.
Fasilite düzeyinde 800 V HVDC dağıtmak, güvenlik, standartlar ve iş gücü eğitimi gibi yeni zorluklar doğuruyor. NVIDIA ve ortakları, bu geçişin Talep Tedarik Maliyetleri (CapEx), İşletme Maliyetleri (OpEx) ve güvenlik sonuçlarını aktif olarak inceliyorlar.
Gelecek Yolu
800 V HVDC sadece bugünkü raflar için değil, YZ altyapısını gelecekte sağlamak için de önemlidir. 800 V HVDC veri merkezlerinin tam ölçekli üretimi, NVIDIA Kyber raf ölçekli sistemleri ile 2027’de başlayarak, giderek artan YZ modelleri için kesintisiz bir ölçeklenebilirlik sağlayacaktır.
Ayrıca, veri merkezi altyapısının yük dalgalanmaları ve GPU güç değişimlerine yardım etmesi için enerji depolama çözümleri de 800 V HVDC mimarisinin bir parçasıdır. Daha fazla detay için bizi takip edin.
YZ iş yükleri, sorgu başına 100 kat ila 1.000 kat daha fazla işlem gücü gerektirdiğinden, bu mimari daha sürdürülebilir bir büyüme sağlarken, enerji verimliliğindeki iyileşmeler, güvenilirlik ve sistem mimarisi gelişmeleri sayesinde toplam sahip olma maliyetini (TCO) %30’a kadar azaltmaktadır.
Verimlilik Kazanımları
- Saklı %5 enerji verimliliği artışı
- PSU arızalarının ve düşük bakım masraflarının %70 oranında azaltılması
- IT raflarında AC/DC PSU’larının ortadan kaldırılması sebebiyle daha düşük soğutma giderleri
NVIDIA, sadece daha hızlı GPU’lar geliştirmekle kalmayıp, YZ’nin tüm potansiyelini açığa çıkarmak amacıyla tam güç sistemini yeniden tasarlıyor. MW ölçeğinde, süper verimli YZ fabrikalarının dönemi şimdi başlıyor.
800 V HVDC veri merkezleri ile ilgili planları öğrenmek için COMPUTEX 2025’te MGX elektrik ekosistemi şirketlerini ziyaret edin. Katılımcı firmalar arasında Delta, Eaton, Flex Power, Infineon, LiteOn, Lead Wealth, Megmeet, MPS, Navitas, Rohm, Schneider Electric, STMicroelectronics, Texas Instruments ve Vertiv bulunmaktadır.
NVIDIA Kyber HVDC güç yeniliklerini daha fazla öğrenmek için COMPUTEX 2025’teki NVIDIA standını ziyaret edin.
Ayrıca yakın tarihli Data Center World 2025 oturumunu izleyebilirsiniz.
