Die Digitalisierung hat eine neue Dimension erreicht: das weltweite Datenvolumen wird sich in Zukunft mit Videostreaming, virtuellen Konferenzen, Cloud-Diensten, Kryptowährungen und vielen anderen digitalen Anwendungen exponentiell vervielfachen. Experten erwarten eine 146-fache Zunahme der Datenmenge in nur 15 Jahren. Nach Angaben der US International Trade Commission wird bereits im Jahr 2025 ein Datenvolumen von 175 Zettabyte erreicht werden. Derzeit verarbeiten, speichern und vernetzen rund 8.000 Rechenzentren diese riesigen Datenmengen. Neben der Leistung und Sicherheit ist die Optimierung der Energieeffizienz entscheidend für ihre Rentabilität und Nachhaltigkeit.
Um diese Herausforderungen anzugehen und die Dekarbonisierung von Rechenzentren zu ermöglichen, arbeitet Super Micro Computer, ein Anbieter von IT-Gesamtlösungen für Cloud, AI/ML, Storage und 5G/Edge, mit Infineon zusammen und setzt auf deren hocheffiziente Halbleiterprodukte für Leistungsstufen.
Green Computing
„Bei der Entwicklung unserer Green-Computing-Plattformen wählen wir Anbieter, die unseren Fokus auf Energieeffizienz teilen, um den Stromverbrauch zu reduzieren“, sagt Manhtien Phan, Vice President, Server Technology von Supermicro. „Mit den Lösungen von Supermicro und den Technologien von Infineon kann der Stromverbrauch des Systems gesenkt werden, was den Gesamtstromverbrauch des Rechenzentrums senkt und die Auswirkungen auf die Umwelt minimiert.“
„Die Kühlung von Rechenzentren ist für einen großen Teil des Energieverbrauchs verantwortlich. Unsere energieeffizienten Leistungsstufen TDA21490 und TDA21535 sind ideal für Rechenzentren, um die Wärmeabgabe zu reduzieren“, sagt Adam White, President der Power & Sensor Systems Division von Infineon. „Diese Halbleiter bieten eine hohe Temperaturtoleranz und eine ausgezeichnete Zuverlässigkeit, um eine freie Luftkühlung des Servers zu ermöglichen und so den Wert der Power-Usage-Effectiveness im Rechenzentrum des Kunden weiter zu verbessern und die Energieeffizienz zu steigern.“
Der Wert für die Power-Usage-Effectiveness (PUE) misst die Gesamtleistung des Rechenzentrums, geteilt durch den tatsächlichen Stromverbrauch der IT-Geräte. Ein idealer PUE-Wert liegt bei 1,0, was bedeutet, dass der gesamte für ein Rechenzentrum benötigte Strom in den eigentlichen Datenverarbeitungsgeräten steckt und nicht in Nebenkosten wie Kühlung oder Leistungsumwandlung.
Jüngsten Untersuchungen zufolge gaben die Leiter von IT- und Rechenzentren an, dass ihr größtes Rechenzentrum im Jahresdurchschnitt einen PUE-Wert von 1,57 aufweist. Das deutet darauf hin, dass bei den ungeregelten Kühlungs- und Stromkosten noch Verbesserungsmöglichkeiten bestehen und der CO2-Fußabdruck verringert werden kann.
Funktionen und Aufbau der MicroBlade-Familie
Supermicros Green-Computing-Plattform kann den PUE-Wert erheblich verbessern. Insbesondere die Supermicro MicroBlade-Familie bietet die beste Serverdichte für eine Vielzahl von Prozessoren, bis zu 112 x 1-Socket Atom Nodes, 56 x 1-Socket Xeon Nodes und 28 x 2-Socket Xeon Nodes in 6U. Mit seinen für Rechenzentren konzipierten Funktionen und Designs, einschließlich Freiluftkühlung und Battery Backup Power (BBP), kann das System mühelos im großen Maßstab eingerichtet und in großen Mengen bereitgestellt werden. Im Vergleich zu Standard-1U-Rackmount-Servern bietet der MicroBlade eine um bis zu 86 Prozent verbesserte Energieeffizienz und eine um 56 Prozent verbesserte Dichte.
Der MicroBlade Server verwendet die integrierten OptiMOS-Leistungsstufen TDA21490 und TDA21535 von Infineon. Der TDA21490 ermöglicht ein robustes und zuverlässiges Spannungsregler-Design für leistungsstarke xPUs, ASICs und SoCs, die in Server-, Speicher-, KI- und Netzwerkanwendungen eingesetzt werden. Mit seinen OptiMOS-Leistungs-MOSFETs in einem thermisch effizienten Gehäuse bietet das Bauteil einen erstklassigen Wirkungsgrad.
Der Treiber mit niedrigem Ruhestrom ermöglicht einen Deep-Sleep-Modus, um die Effizienz bei geringer Last weiter zu erhöhen, und bietet eine hervorragende Stromüberwachung, welche die Systemleistung deutlich verbessert. Neben der robusten OptiMOS-MOSFET-Technologie tragen auch die umfassenden Fehlerschutzfunktionen des TDA21490 zur weiteren Verbesserung der Robustheit und Zuverlässigkeit des Systems bei.
Der TDA21535 enthält einen synchronen Buck-Gate-Treiber-IC mit niedrigem Ruhestrom in einem Co-Package mit High-Side- und Low-Side-MOSFETs und einer aktiven Diodenstruktur. Diese erreicht niedrige Werte für die Durchlassspannung der Body-Diode (V sd) ähnlich einer Schottky-Diode mit sehr geringer Reverse-Recovery-Ladung.
Der interne MOSFET-Strommessalgorithmus mit Temperaturkompensation im TDA21535 erreicht eine sehr gute Genauigkeit im Vergleich zu klassenbesten Controller-basierten Induktions-Gleichstromwiderstandsmessmethoden. Durch den Betrieb mit einer Schaltfrequenz von bis zu 1,5 MHz wird ein leistungsfähiges Einschwingverhalten ermöglicht und die Ausgangsinduktivität und -kapazität bei gleichzeitiger Beibehaltung des branchenführenden Wirkungsgrads reduziert.
