데이터 센터 전력 소비량이 증가함에 따라 48V 전력 시스템을 추가로 채택하는 추세입니다. 이러한 시스템에 대한 수요 증가를 지원하기 위해 Samsung Electro-Mechanics는 고온 조건에서 작동하는 1210i, 10uF, 100V, X7S MLCC를 제공합니다. 이 MLCC는 48V 전원 시스템을 사용하는 산업용 및 로봇용 애플리케이션에 사용할 수 있습니다.
CPU, 메모리, GPU에서 TDP(열 설계 전력)의 상승
빅데이터에 의해 주도되는 인공지능(AI)의 확장으로 데이터 센터 기업들이 더 많은 처리 능력을 필요로 한게 되었으며, 더 많은 CPU 노심 수를 가진 프로세서가 필요하게 되었습니다.
이에 따른 서버 CPU의 TDP는 지난 3년간 70% 이상 증가했으며, 새로운 서버 CPU의 경우 2022년 350~400W에 이를 것으로 예상됩니다.
또한 메모리 모듈 TDP는 DDR5의 빠른 속도로 증가하고 있으며 전력 소비도 가속화하고 있습니다(그림 1 참조).
머신 러닝과 같은 다른 애플리케이션에서는 GPU와 텐서 하드웨어 가속기 프로세서 내의 TDP가 증가하여 프로세서당 거의 400W에 도달하고 있습니다.
데이터 센터의 에너지 효율성은 현재 기업만의 문제가 아니라 국가적인 문제입니다. 미국 에너지부(DOE)는 데이터 센터의 에너지 효율성을 개선하기 위한 가이드라인을 배포하기 시작했습니다.
DOE에 따르면 미국에 기반을 둔 데이터 센터들은 730억 kWh의 전기를 소비하며, 이는 전 세계 전기 소비에 있어 218국 가운데 상위 38위에 해당합니다. 칠레, 오스트리아, 벨기에 등에서 나라 전체가 소비하는 전체 전력량과 같습니다.
데이터 센터의 서버 운영에 필요한 전력은 전체 전력 소비의 50% 이상을 차지하며 꾸준히 증가하고 있습니다!
48V 전력 시스템의 확장
많은 데이터 센터 기업들이 48V 시스템으로 전환하고 효율적인 전력 변환을 구현하며 고전력 문제를 줄이고 있습니다. 이러한 추세는 빠르게 변화하고 있으며, 다른 시스템도 기존 12V 시스템을 대체하기 시작했습니다. 서버 시스템 설계자의 관점에서 볼 때, 입력 전압이 12V에서 48V로 변경됨에 따라 이를 지원하기 위해서는 100V의 고용량 MLCC가 필요합니다.
오늘날의 서버 시스템을 괴롭히는 또 다른 문제는 열 특성입니다. CPU 노심 수가 급격히 증가하고 고성능 그래픽 카드와 같은 가속기도 추가되어 발열 문제가 빠르게 확대되고 있습니다.
Ice Lake를 시작으로 CPU당 지원할 수 있는 DIMM 모듈 수가 12개에서 16개로 늘어났습니다. DDR5에 자체 온보드 전압 조절기(VR)가 설치되면서 시스템 내부의 열이 빠르게 증가하고 있습니다.
고온 특성 MLCC의 채택이 필요할 것입니다.
Samsung 1210i, 10uF, 100V, X7S 솔루션(CL32Y106KCVZNWE)
Samsung Electro-Mechanics는 전략적으로 이러한 고객 문제를 겨냥하여 최대 125℃의 고온을 지원하고, 서버와 같은 네트워크 및 기업 장비에서 기존 제품보다 우수한 신뢰성을 보장하는 10uF, 100V, X7S MLCC를 개발하였습니다. 이들 제품은 Arrow.com에서 구입할 수 있습니다.
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AI 로봇 및 텔레콤에 사용 가능
AI를 이용한 창고 로봇처럼 고전력이 필요한 애플리케이션에는 12V 배터리 4개를 직렬로 연결하여 48V 시스템을 적용할 수 있습니다. 48V 전원 시스템은 기지국과 같은 전통적인 통신 장비에도 사용되기 때문에 Samsung Electro-Mechanics의 신뢰성 높은 제품이 사용하기에 적합합니다.