Trei țări au intrat într-o cursă tehnologică pentru dezvoltarea unei noi generații de transformatoare de mare putere, create special pentru centrele de date. În joc sunt companii precum Siemens, Reinhausen, Hitachi Energy și Hyosung Heavy Industries, iar miza este alimentarea mai eficientă a infrastructurilor folosite pentru inteligența artificială.
Noile echipamente sunt transformatoare cu stare solidă, cunoscute sub abrevierea SST. Spre deosebire de transformatoarele clasice, acestea folosesc masiv electronica de putere și semiconductorii pentru a controla și transforma electricitatea.
Explozia inteligenței artificiale a schimbat radical necesarul de electricitate al centrelor de date. Unele instalații au nevoie de sute de megawați, iar campusurile foarte mari pot ajunge la puteri uriașe. În asemenea condiții, chiar și pierderile mici devin importante. Un procent sau două de energie pierdută în transformare și transport pot însemna costuri enorme. Tocmai de aceea, NVIDIA a propus o schimbare majoră: noile centre de date să folosească rețele interne de 800 V în curent continuu.
Ideea este simplă. În loc ca electricitatea să fie transformată de mai multe ori înainte să ajungă la servere, conversia ar urma să fie făcută mai devreme, iar energia să fie trimisă apoi direct către echipamentele de calcul. La o tensiune mai mare, aceeași putere poate fi transportată cu un curent mai mic. Asta înseamnă cabluri mai subțiri, mai puțin cupru, mai puțină căldură și pierderi mai reduse.
Un transformator clasic are o construcție relativ simplă, bazată pe bobine și un miez magnetic. Este foarte eficient, poate ajunge la un randament de 98-99% și poate funcționa zeci de ani. Problema apare însă în centrele de date, unde electricitatea nu trece printr-o singură transformare. După transformator urmează redresoare, sisteme UPS, invertoare și alte etape de conversie înainte ca energia să ajungă efectiv la servere.
Un transformator SST poate prelua mai multe dintre aceste funcții într-un singur sistem. Electricitatea este convertită cu ajutorul semiconductorilor, trecută prin frecvențe mult mai mari și apoi livrată la tensiunea necesară, inclusiv direct la 800 V în curent continuu.
Noile centre AI au și o altă problemă: mii de procesoare grafice pot începe simultan aceleași operațiuni și pot modifica brusc consumul de energie. Aceste variații rapide pun presiune pe rețeaua electrică. Transformatoarele SST pot reacționa mult mai rapid decât echipamentele clasice și pot stabiliza tensiunea și sarcina.
Asta le face interesante nu doar pentru eficiență, ci și pentru modul în care pot proteja rețeaua internă a centrului de date și, în anumite cazuri, chiar rețeaua electrică la care este conectat acesta.
SST-urile nu sunt însă perfecte. Pentru că folosesc mai multe etape de conversie, eficiența lor poate fi în prezent ceva mai mică decât cea a transformatoarelor clasice. Potrivit PiațaAuto.md, acestea ajung la aproximativ 96-98%, față de 98-99% în cazul transformatoarelor tradiționale. Companiile încearcă acum să se apropie cât mai mult de pragul de 99%.
Avantajul este că un SST poate elimina alte echipamente din întregul circuit. Astfel, chiar dacă transformatorul în sine nu este întotdeauna mai eficient, întregul sistem al centrului de date poate pierde mai puțină energie.
Siemens și Reinhausen dezvoltă împreună un transformator SST destinat noilor centre de date. Sistemul este proiectat să accepte o tensiune de intrare de până la 36 kV și să livreze la ieșire 800 V în curent continuu. Acest lucru este important mai ales pentru piața din SUA, unde rețelele de 34,5 kV sunt folosite frecvent pentru consumatorii industriali mari.
Dacă transformatorul poate fi conectat direct la asemenea rețele, dispare nevoia unei etape suplimentare de transformare. Mai puține etape înseamnă mai puține componente și pierderi mai mici. Reinhausen are peste 100 de ani de experiență în componente pentru transformatoare, iar Siemens este unul dintre marii producători mondiali de echipamente electrice.
În cursă este și Hitachi Energy. Compania are ingineri în mai multe țări, inclusiv Japonia, Elveția și Suedia, și este moștenitoarea fostei divizii ABB Power Grids. Hitachi Energy are experiență atât în transformatoare clasice, cât și în convertoare de mare putere.
Compania lucrează la soluții pentru arhitectura de 800 V destinată centrelor de date, însă nu a făcut publice la fel de multe detalii tehnice ca Siemens și Reinhausen. Mai mult, spune oficial că are peste 2 miliarde de dolari investiții recente și planificate în America de Nord, în producție, lanțul de aprovizionare și dezvoltarea tehnologiilor necesare inclusiv expansiunii AI și centrelor de date.
Hyosung Heavy Industries vine în această cursă cu un proiect mai vechi. Compania sud-coreeană dezvoltase încă din 2022 un transformator cu stare solidă de 22,9 kV și aproximativ 1,05 MW. Problema este că tensiunea fusese aleasă pentru standardele rețelelor din Coreea de Sud. Pentru alte piețe, inclusiv SUA, sistemul trebuie adaptat pentru tensiuni mai mari. Hyosung lucrează acum la noi variante, iar una dintre provocări este și puterea fiecărui modul. La centrele de date foarte mari ar fi nevoie de mai multe asemenea unități conectate împreună.
Competiția dintre aceste companii vine într-un moment în care piața centrelor de date crește rapid. Viitoarele instalații pentru inteligență artificială vor avea nevoie de tot mai multă energie, dar și de sisteme capabile să o transporte și să o controleze mai eficient, iar cursa este, de fapt, pentru o piesă esențială din infrastructura viitoarelor centre AI: echipamentul care va transforma și controla energia înainte ca aceasta să ajungă la miile de procesoare care rulează simultan.
