التحول إلى 48 فولت تيار مستمر في البنية التحتية لمراكز بيانات الذكاء الاصطناعي

لعقود طويلة، كانت مراوح الخوادم تعمل بجهد 12 فولت تيار مستمر، وهو إرث من معايير إمداد الطاقة ATX المصممة للحوسبة العامة. لكن مراكز بيانات الذكاء الاصطناعي تتخلى عن هذا الإرث. إذ يُلزم معيار Open Rack v3 التابع لمشروع الحوسبة المفتوحة بتوزيع طاقة 48 فولت تيار مستمر على مستوى الرف، مدفوعًا بكثافات الطاقة الهائلة لحوسبة وحدات معالجة الرسومات (30-150 كيلوواط لكل رف)، مما يجعل خسائر مقاومة ناقل 12 فولت ذات أهمية تجارية كبيرة.

يتسارع هذا التحول: فشركات مثل ميتا ومايكروسوفت وجوجل ومعظم مزودي خدمات الحوسبة السحابية واسعة النطاق تستخدم الآن بنى تحتية متوافقة مع معيار OCP أو بنى خاصة بها تعمل بجهد 48 فولت. كما يدعم تصميم نظام MGX المعياري من NVIDIA طاقة 48 فولت. ويُعدّ فهم متطلبات مراوح التبريد بجهد 48 فولت تيار مستمر أمرًا بالغ الأهمية عند شراء البنية التحتية للذكاء الاصطناعي.

فيزياء توصيل الطاقة للمراوح بجهد 48 فولت مقابل 12 فولت

القدرة = الجهد × التيار (P = V × I). بالنسبة لمحرك مروحة بقدرة 50 واط:

• عند جهد 12 فولت: التيار = 4.17 أمبير — يتطلب سلكًا ذو مقطع عرضي أكبر، وخسائر I²R أعلى
• عند 48 فولت: التيار = 1.04 أمبير — تيار أقل بأربع مرات، كابلات أرق مقبولة، خسائر I²R أقل بكثير

في رف يحتوي على 20 مروحة تستهلك كل منها 50 واط (إجمالي طاقة المروحة 1000 واط)، يكون الفرق الحالي هو:

• نظام 12 فولت: 83 أمبير إجمالاً — يتطلب مقطعًا عرضيًا كبيرًا من النحاس
• نظام 48 فولت: إجمالي 21 أمبير - يمكن التحكم به باستخدام أسلاك مركز البيانات القياسية

بالنسبة لمجموعات الذكاء الاصطناعي التي تضم أكثر من 10000 مروحة، فإن هذا الفرق يترجم إلى وفورات كبيرة في البنية التحتية في الكابلات وقضبان التوصيل والإدارة الحرارية لنظام توزيع الطاقة نفسه.

متطلبات مروحة 48 فولت تيار مستمر لـ OCP Open Rack v3

يحدد معيار OCP Open Rack v3 جهد 48 فولت تيار مستمر (نطاق 40-60 فولت) لتزويد الطاقة على مستوى الرف. يجب أن تقبل مراوح التبريد في أبواب RDHx ومحطات CDU والأنظمة المساعدة المتوافقة مع OCP مدخلات 48 فولت مباشرةً دون تحويل وسيط. المتطلبات الأساسية:

• نطاق جهد الإدخال: 40-60 فولت تيار مستمر (للتوافق مع انخفاض ضغط البطارية الاحتياطية)
• يتحكم: 4-pin PWM (قياسي) أو 0-10V/Modbus (محرك EC)
• كفاءةكفاءة المحرك ≥85% عند الحمل المقنن
• حماية: زيادة التيار، دوار مقفل، قطبية معكوسة
• متوسط الوقت بين الأعطال≥50,000 ساعة عند درجة حرارة 40 درجة مئوية

مجموعة مراوح Fengheng Technology 48V DC

نموذج	مقاس	يتحكم	أقصى تدفق هواء (CFM)	الضغط الساكن	متوسط الوقت بين الأعطال
FH-9225-48V	92×25 مم	تعديل عرض النبضة	80 قدم مكعب في الدقيقة	350 باسكال	≥50,000 ساعة
FH-1225-48V	120×25 مم	تعديل عرض النبضة	110 قدم مكعب في الدقيقة	380 باسكال	≥50,000 ساعة
FH-1238-48V	120×38 مم	تعديل عرض النبضة	140 قدم مكعب في الدقيقة	420 باسكال	≥50,000 ساعة
FH-17251-48V	172×51 مم	تعديل عرض النبضة	280 قدم مكعب في الدقيقة	480 باسكال	≥50,000 ساعة
FH-17251-EC	172×51 مم	0-10 فولت / مودبوس	350 قدم مكعب في الدقيقة	520 باسكال	≥50,000 ساعة

جميع موديلات التيار المستمر 48 فولت: محمل كروي مزدوج، درجة حرارة التشغيل من -10 درجة مئوية إلى +70 درجة مئوية، حاصلة على شهادة CE و RoHS، مخرج مقياس سرعة الدوران لمراقبة السرعة.

تطبيقات في البنية التحتية للتبريد السائل في الذكاء الاصطناعي

مصفوفات أبواب RDHxمراوح تيار مستمر 48 فولت بقطر 92 مم و120 مم مثبتة في لوحات مبادل حراري للباب الخلفي. توفر مجموعة من 12-16 مروحة لكل لوحة باب 42U تدفق هواء يتراوح بين 1200 و1500 قدم مكعب في الدقيقة لتبديد طاقة من 40 إلى 60 كيلو واط.

تبريد محطة وحدة التوزيع الحراريمراوح تيار مستمر 48 فولت بقياس 120 مم و172 مم في مبادلات حرارية لخزائن وحدات التوزيع الحراري. تتيح طرازات 172 مم (280-350 قدم مكعب في الدقيقة) تصميمات وحدات توزيع حراري مدمجة بقدرة تبريد تزيد عن 100 كيلوواط دون الحاجة إلى عدد كبير من المراوح.

هيكل NVIDIA MGX: تصميم MGX المعياري لوحدة معالجة الرسومات يستوعب مراوح قياسية بحجم 120 مم مع مدخل 48 فولت لتدفق الهواء الإضافي للوحة التبريد وبين الوحدات.

التبريد السائل بتقنية الذكاء الاصطناعي الطرفيةمراوح تبريد بقطر 240 مم لأنظمة التبريد السائل المدمجة في تطبيقات الذكاء الاصطناعي الطرفية (الاتصالات، أتمتة المصانع). مستوى ضوضاء منخفض مناسب للبيئات المأهولة.

الأدلة الفنية ذات الصلة

• هل لا تزال خوادم الذكاء الاصطناعي بحاجة إلى مراوح تبريد في أنظمة التبريد السائل؟
• اختيار مروحة RDHx: الضغط الساكن مقابل تدفق الهواء
• مقارنة مراوح تبريد وحدة التحكم المركزية: 92 مم مقابل 120 مم بتقنية PWM
• اختيار متوسط الوقت بين الأعطال لمروحة التبريد السائل الإضافية لوحدة معالجة الرسومات