导读: 一台 1000 瓦的加速器,封装面积 64 平方厘米,平均热流 15.6 瓦每平方厘米。HFE-7200 在常压下的临界热流密度按 Zuber 式算出来是 14.5 瓦每平方厘米,两者几乎相等。这个“几乎相等”就是全部的麻烦:沸腾曲线在临界点附近斜率趋零,而 die 上一个 200 瓦的热点会先干涸,0.122 开每瓦的扩散热阻再把温差叠上去。
导读: 母排的载流能力按截面积算,杂散电感却不按截面积算。同一块铜,正负两层紧贴着走和错开五十几毫米,电感能差 4.67 倍。1000 A 的电流在四十纳秒里关断,这条差别变成 800 V 的电压尖峰,而器件耐压只有 1200 V。
导读: 把电源的负载率往 50% 挪,效率能从 96.9% 抬到 97.1%,一台 24 千瓦的机架一年省 450 度电。同一笔钱要先花在多装的 4 台电源上,回收期 76 年。工作点不是被效率曲线定的,是被容量投资定的。
导读: 104 个发热元件挂在 13 个并联分支上,总流量 23 m³/h,设计时每个元件分 0.0668 kg/s。实测近入口的元件多拿 15%,最远端的少 15%。把泵换大不会改变这个比例,因为并联支路按阻力的平方根分流,比例只跟几何有关。把第 1、2 行的支路从 20×20 缩到 10×20 毫米,偏差才从 20% 收进 15%。
导读: 给一颗 900 瓦的加速器供电,最后一级要 1200 安培、0.75 伏。这一级的输出电感看起来是道简单题,把电感值做大,纹波就小。真按这条往下算会发现兑换率正好是一比一:电感加四倍,纹波降到四分之一,需要的输出电容同步涨四倍。负耦合电感把这笔账拆成两本,纹波按大电感算,瞬态按小电感算,兑换率就不成立了。
导读: 多相 Buck 的相电流不均由寄生参数的百分之几公差起头,被平方项放大成十几倍的损耗差。一台 1.9 kW 的四相样机,启用均流环时效率 91.87%,断开之后 89.41%,只掉 2.46 个百分点;但最重的那一相电流跑到最轻一相的 5.1 倍,管子上分摊的导通损耗差 26 倍。效率表上看不出来的事,器件寿命上看得出来。
导读: BBU 的选型常用一句话带过:功率乘时间就是能量。按这条算,5 kW 撑 4 分钟只要 333 Wh,48 V 下 6.9 Ah。真按内阻压降做一遍,同样的模块得装 20 Ah,960 Wh,是能量需求的 2.9 倍。多出来的部分不储能量,只用来把电流送出去。
导读: 把 48 V 中间母线一步降到 GPU 的 0.7 V 核压,占空比只有 1.46%,500 kHz 下对应 29 ns 的导通时间。这个数字比 DrMOS 能稳定给出的最短脉宽还小一半。卡住这条路的不是器件耐压,是时间分辨率。
导读:液冷的供水温度常被当成一个可以随便往下拧的旋钮,反正芯片越凉越保险。真实约束是三条边界一起画的:下限由机房露点定,上限由芯片结温定,中间这一段还要跟冷机的效率曲线对齐。把水温压低四度,多出来的热余量换不到任何东西,冷机却要为此多做一段功。
导读:一颗加速器要在零点七伏上吃两千安培,这个组合把横向供电的账算穿了。业界的做法是把最后一级变换搬到封装底下,用垂直路径把大电流送进芯片。省下来的不是变换效率,是那段再也绕不开的铜。
AI 机架的功率曲线,和传统数据中心完全不是一个形状。一颗加速器在训练和推理之间切换,或者一批任务同时启动,机架从电网取的电可以在毫秒到秒的尺度上剧烈摆动。单机架功率过百千瓦已经常见,向上还有兆瓦级的密集配置。这样的曲线对上游供电是个考验,而应对它的方式,正在变成一套分层结构。
传统的 48 伏直流母线是电信时代的遗产。它给早期机柜供电绰绰有余,可当单机柜要吃到一兆瓦时,物理定律先跳出来算账:一兆瓦在 48 伏下意味着超过两万安培的电流。这个量级的电流,需要超过 200 公斤的铜排去承载,机柜里的空间大半被供电占掉,散热压力也跟着飙升。
数据中心往 800 伏高压直流走,理由摆在那儿:同样的功率用更低的电流送,线损小,铜也省。可这套架构有一个从交流时代带过来的老问题被放大了。交流电每秒钟要过一百次零点,电流走到零点附近自己就断了,机械开关利用这个瞬间灭弧,几毫秒把电路切开。直流没有这个便利,电流一旦涨上去,中途没有可以借力的停顿。一篇发表在 Energies 上的论文,讨论的就是直流系统里这件事该怎么处理。