Σco时刻丨打破更高功率密度 华为100kW UPS功率模块技能解密

至顶网计较频道 03月16日 消息动静（文/李祥敬）：在万物互联的智能期间，数据已成为智能天下的要害资源，而数据中心作为数据流转关节和营业承载平台，也成为环球数字经济的重要基本办法之一。跟着数据流量呈指数增添，数据中心装备功耗也在不绝攀升，绿色节能成为数据中心的要害课题，低落基本办法能耗更成为当下数字期间最为急切的需求。
数据中心对付供电不变性有着极高的要求，因此必要配备不中断电源UPS。而华为模块化UPS服从高达97%，同比业界96%服从的UPS，全生命周期可节减能耗500万度。华为智能模块化数据中心对比于业界数据中心，全生命周期内可节减电量1000万度。

在华为行业数字化转型大会2020上，华为面向环球宣布全新UPS功率模块，单模块功率密度到达100kW/3U，较业界主流水准晋升了1倍。基于100kW模块的全新FusionPower 2.0数据中心供配电办理方案，实现“一柜一兆瓦”（单尺度机柜可支持一兆瓦容量），相对付传统并机端到端方案节减占地50%以上，有用辅佐数据中心行业客户减小供配电体系占地面积，晋升数据中心营业装备空间行使率，晋升收益，将有用辅佐数据中心行业客户“开源节约”。

3U 100kW，1柜1兆瓦，华为怎样成绩极致超高密？彪悍的机能背后，埋伏哪些硬核黑科技？全方位智能优化，华为怎样引领UPS跨代进级？3月13日，#Σco时刻#举行了《超高密UPS模块技能解密会》——华为数据中心能源环球营销支持部部长韩冬为各人揭开超高密UPS模块的隐秘面纱，并通过及时连线华为团泊洼尝试室举办产物测试演示环节，包罗产物的功率模块热插拔、智能化打点成果、功率模块满载环境下的温升测试等测试项目。

跟着AI、大数据、云计较、物联网等技能的不绝成长，数据中心将变得更大型、更伟大。大数据，AI和IoT等ICT技能也更多的应用于数据中心，如智能呆板人，人脸辨认等实现更轻盈智能的运维。

韩冬暗示，云数据中心的趋势是局限愈发增大，由于思量装备投入，职员投入等影响总拥有本钱（TCO）和投资回报率（ROI）的身分，在必然范畴内，数据中心局限越大，单柜的均匀TCO就更小。边沿数据中心的趋势是数目进步，跟着5G期间光降，用户对体验更美满的追求必要数据中心具有更好的体验，更低的时延。

陪伴IT算力一连演进，CPU和处事器功率一连晋升，数据中心必将向高密化成长。好比以华为AI处事器RH2288为例，单柜功率密度从4kW每柜进步至10kW每柜，这要求供电体系必要跟从IT体系的功率密度晋升速率。可是，传统大型数据中心供配电体系仍存在靠得住性低、能耗高、占地大、运维难等题目。

韩冬说，基于可用性及弹性扩容的模块化供电是UPS市场的成长趋势。除了模块化的成长趋势之外，匹配IT功率密度攀升，UPS功率密度一连演进，高功率密度也是UPS的成长趋势。

“从十几年前的一柜100k，到其后的数个模块100k，本日华为更进一步，做到了单模块功率密度100Kw/3U，这将引领数据中心供电到新的期间。”

功率模块密度的晋升就意味着整机要度的晋升，100kW/3U带来了1柜1兆瓦的高功率密度。将来IT负载将高出80%为AI负载，单元体积的负载密度一连增进，供电的高密可以或许有用匹配负载密度的增进，为数据中心镌汰供电的占地，晋升出柜率。

韩冬暗示，要满意高密，必需满意三个要素，第一：体积小，第二，服从高，热耗小，第三，散热手段强。华为100kW UPS功率模块在体积、热耗、散热等方面举办了创新计划。在体积方面，华为创新专利助力更小体积，打造刀片级功率模块。好比“拓扑池化”专利，体积低落40%；磁集成专利，电感体积低落20%。

传统拓扑中AC/DC和充放电器DC/DC是分隔回路，回收高频率开关器件节制（0切换），以是DC/DC要做得很大，而华为拓扑池化的计划思绪是DC/DC充电和整流拓扑复用。

磁集成绩是镌汰整流逆变中电感的体积，通过该技能，可以将整流逆变中的电感体检低落20%。“传统的电感是分立式的，相同于吃暖锅时，我要同时吃清汤和红油的，这个时辰给你提供一个鸳鸯锅，镌汰了体积，也同时满意了要求。虽然，我们的磁集成没鸳鸯锅这么简朴。”韩冬说。

在热耗方面，华为100kW UPS功率模块回收三电平于交织并联拓扑架构、先辈器件优化及数字节制技能降消费。详细来说，传统两电平可能工频机的6脉冲或12脉冲，已被证实器件消费高，体积大，当前主流厂家的高频UPS都回收三电平拓扑，成熟应用，靠得住性高。

三电平技能上风明明，三电平拓扑IGBT、二极管和电感两头电压只有两电平的一半；耐压低的IGBT和二极管具有更低的开关消费和导通消费；器件数目吻合，综合消费低。而回收拓扑的交织并联技能，可以进一步低落功率器件纹波和消费，镌汰滤波电器件的体积和消费。交织并联技能可以低落IGBT和二极管的纹波电流，从而低落器件消费；镌汰滤波电感及电容的消费、数目和体积，低落滤波器件消费。

韩冬说，半导体部件（IGBT、二极管、晶闸管）和电感的消费占比最高，优化部件消费进步服从。华为回收第五代低消费技能IGBT，导通/开关消费低落20%；回收SIC（碳化硅）二极管实现0开关消费；电感回收专利磁芯，铜损&磁损低落10%。另外，华为电扇转速无级调速，与负载率美满匹配，实现最优化降损，而先辈数字及通讯技能保障模块均流，精采的同等性。

在散热方面，华为UPS通过优秀的散热计划，保障了体系强盛的散热手段，可在40℃恒久不降额事变。华为UPS通过先辈的计较流体动力学软件举办仿真，猜测器件、单板和体系的风速及温度场，给出公道的机关、风道及电扇选型方案，指导PCB和布局计划，然后不绝通过尝试验证、优化，获得最优的散热方案。仿真平台停止了传统热计划中人工预估、验证、修改、再验证这样服从低下，只能获得一个可接管的功效而非最优结果的计划方法。

个中多物理场仿真平台，精度较业界程度高30%。通过整流温升仿真、逆变温升仿真，基于三大场（电磁场（电磁兼容，信号完备性）、温度场（风量，风速，温升）、应力场（电气应力，机器应力））仿真的高计较手段仿真技能，力争在各类束缚前提下，帮助体系和模块的最优机关。而高精Mockup仿真，指导精准散热计划，借助部件（芯片，半导体）内部建模，实现IGBT内部晶元的准确热流密度计划。

（编辑：湖南网）

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