Energie für die KI-Ära

San Jose, OCP Summit – Die rasanten Fortschritte im Bereich der Künstlichen Intelligenz (KI) stellen die traditionelle Infrastruktur von Rechenzentren vor immense Herausforderungen, insbesondere im Hinblick auf die Energieversorgung. Die Einführung von leistungsstarken KI-Beschleunigern, wie den neuesten Generationen GPU's von NVIDIA mit NVLink-Technologie, führt zu extrem hohen und vor allem rasch wechselnden Leistungsbedarfen innerhalb der sogenannten "AI Factories". Auf dem jüngsten OCP Global Summit (Open Compute Project) in San Jose rückte eine Lösung in den Fokus, die diese Problematik adressiert: die Open DC Alliance-Initiative und die Etablierung von 800 VDC (Volt Direct Current)-Netzen.

800 VDC als Schlüssel zur Effizienzsteigerung 

Die herkömmliche Wechselstrom-Infrastruktur (AC) in Rechenzentren erfordert mehrere Wandlungsstufen (AC/DC und DC/DC), was zu signifikanten Energieverlusten und Komplexität führt. KI-Workloads, die oft hohe Spitzenlasten und schnelle Lastwechsel (Idle bis Volllast im MW-Bereich binnen Millisekunden) aufweisen, verschärfen diese Ineffizienzen.

Auch für diesen Bereich macht sich die Open DC Alliance (ODCA) stark, um durch die Standardisierung und breitere Akzeptanz von Gleichstrom (DC) in Rechenzentren signifikante Vorteile in Zuverlässigkeit und Effizienz zu generieren. Denn ein 800 VDC-Netzwerk bietet entscheidende Vorteile:

1. Eliminierung von Wandlungsverlusten: Durch die direkte Versorgung der IT-Geräte mit DC-Strom werden mehrere Wandlungsschritte überflüssig, was die Energieeffizienz (PUE) des Rechenzentrums deutlich verbessert.
2. Bessere Handhabung dynamischer Lasten: Die DC-Architektur ist inhärent besser geeignet, die extrem schnellen und starken Lastwechsel von NVLink-verbundenen GPU-Clustern zu bewältigen und die nötige Stromqualität und -stabilität zu gewährleisten.
3. Reduzierte Infrastrukturkosten und Platzbedarf: Höhere Spannung ermöglicht dünnere Kabel und kleinere Komponenten, was den Platzbedarf reduziert und die Kühlung vereinfacht (Reduktion der Leistungsdicht/konzentrierten Wärmeentwicklung durch Reduktion der Stromwiderstandsverluste in den Powerkabeln und dadurch Möglichkeit zu größeren Leitungslängen)
4. Optimierung für Batteriespeicher: DC-Rechenzentren lassen sich einfacher und effizienter mit Batteriespeichersystemen (USVs) und erneuerbaren Energien (z.B. Brennstoffzellen) koppeln, die naturgemäß Gleichstrom liefern.

Die Erwähnung der Aktivitäten der Open DC Alliance während der OCP in San Jose und der NVLink-getriebenen KI-Ära unterstreicht die Dringlichkeit und den industriellen Konsens, dass 800 VDC nicht nur eine Option, sondern ein notwendiger Schritt zur Bewältigung der nächsten Generation von AI-Rechenzentren ist.

Blick in die Zukunft: Die 8. ICDCM des IEEE 

Die Entwicklung von Gleichstromnetzen ist ein globaler Trend, der weit über Rechenzentren hinausgeht. Die wissenschaftliche und technische Gemeinschaft widmet diesem Thema eine wichtige Plattform: die IEEE International Conference on DC Microgrids (ICDCM).

Im kommenden Jahr wird die 8. ICDCM des IEEE (12.-14. Juni in Xi'an, China) stattfinden. Diese Konferenz dient als zentrales Forum für Forscher, Ingenieure und Industrieexperten, um die neuesten Fortschritte in der DC-Netzwerktechnologie, der Leistungselektronik, Energiespeicherung und der Integration von DC-Microgrids zu diskutieren. Die Themen der ICDCM umfassen typischerweise auch die Anwendung von DC-Technologien in Telekommunikation und Datencentern. Die Ergebnisse und Standards, die auf Veranstaltungen wie der ICDCM vorgestellt werden, sind entscheidend für die Weiterentwicklung und Standardisierung von Hochspannungs-DC-Lösungen wie dem 800 VDC-Netz für KI-Datencenter, das auf dem OCP Summit in den Fokus gerückt ist.

Dazu passt auch der Beitrag von Hartwig Stammberger, Vorsitzender der ODCA:

https://www.linkedin.com/posts/hartwig-stammberger_building-the-800-vdc-ecosystem-for-efficient-activity-7383891831979294720-xnRu