Како да се избере вистинскиот PLP кондензатор при дизајнирање на следната генерација на AI SSD-а?

Со масивниот бран на моделирање на големи размери управувано од OpenAI, новите центри за податоци со вештачка интелигенција, како што е архитектурата Blackwell на NVIDIA, доживуваат експлозивно распоредување. Оваа глобална експанзија на компјутерската инфраструктура поставува невидено строги барања за перформансите на протокот, екстремната стабилност на околината и безбедноста на податоците на SSD-ата од PCIe 5.0/6.0 од корпоративен квалитет.

Во средини со големо оптоварување со континуирани операции за читање/пишување со гигабитни брзини, колото за заштита од губење на енергија (PLP), како последна линија на одбрана за складирање на податоци, поминува низ скок на квалитетот од „индустриски“ до „компјутерски“. Јадрото на ова е PLP кондензаторската банка, која е директно поврзана паралелно со влезот за напојување на SSD контролерот и NAND флеш меморијата, дејствувајќи како итен „резервоар за енергија“ во случај на абнормален губиток на енергија.

Основни предизвици: Двојните ограничувања на оптоварувањето со вештачка интелигенција на PLP кондензаторите

При дизајнирање на SSD дискови од претпријатиски квалитет со ултра висок капацитет од следната генерација (користејќи E1.L или U.2 форма фактори) за сервери за обука со вештачка интелигенција, дизајнот на PLP кола се соочува со два главни предизвици:

1. Основен предизвик за перформанси: Како да се постигне долгорочно, брзо задржување на енергијата во ограничен простор?

Овој предизвик директно се однесува на тоа дали податоците можат безбедно да се зачуваат во случај на прекин на електричната енергија, опфаќајќи три тесно поврзани димензии:

Тесно грло на капацитет (густина на енергија): SSD-ата од корпоративен квалитет имаат исклучително компактен внатрешен простор. Според јавно достапните индустриски податоци, многу конвенционални решенија со алуминиумски електролитски кондензатори се ограничени од материјалите и процесите, што резултира со ограничен капацитет во стандардни големини (на пр., 12,5×30 mm), што го отежнува складирањето на доволно енергија за враќање на податоци на ниво на терабајт во даден простор.

Анксиозност поради животниот век (толеранција на висока температура): Серверите со вештачка интелигенција работат 24/7, при што температурата на околината често надминува 80°C. Конвенционалните алуминиумски електролитски кондензатори, поради испарување на електролитите и стареење на материјалот под продолжени високи температури, може да имаат животен век што не ги исполнува 5+ години гаранција за SSD-ата, што доведува до скриени ризици од дефекти.

**Одзивност на удар (отпорност на удар):** Прозорецот за заштита од губење на енергија за операции за читање/пишување од 10 гигабитни е само во милисекундниот опсег. Ако еквивалентниот сериски отпор (ESR) на конвенционален алуминиумски електролитски кондензатор е превисок, неговата брзина на празнење ќе биде недоволна за да ја задоволи моменталната побарувачка за врвна струја, директно предизвикувајќи прекини и оштетување на податоците за време на повратното запишување.

2. Предизвици за прилагодливост на животната средина: Како да се надминат температурните граници и да се прошири опсегот на распоредување на складирањето на вештачката интелигенција?

Бидејќи моќта на компјутерската технологија со вештачка интелигенција се протега до работ, уредите за складирање треба да се распоредат во сурови средини како што се базни станици, возила и фабрики. Ова наметнува независни барања за „пристап до животната средина“ врз кондензаторите:

**Недостаток на широк температурен опсег:** Работниот температурен опсег на традиционалните кондензатори (обично од -40℃ до +105℃) е недоволен за покривање на екстремно ладни и топли средини. На студени надворешни температури под -40°C, електролитот може да се зацврсти, што доведува до функционален дефект; при континуирано печење на висока температура, животниот век драстично ќе се намали, ограничувајќи ја примената на производот во широк спектар на сценарија за рабови.

Техничка анализа: Четиридимензионални предности на YMIN кај високо-перформансни алуминиумски електролитски кондензатори

Решавајќи ги горенаведените проблеми, YMIN предложи четиридимензионално решение центрирано на висока густина на капацитет преку иновации на материјалниот систем и процесите.

Основна карактеристика 1: Висока густина на енергија (основа за примарен дизајн)

Во PLP колата, кондензаторите мора да го максимизираат складирањето на енергија во ограничен простор на печатената плочка.

Технолошки пробив: Серијата LKM на YMIN користи технологија на фолија со електрода со висока густина за да го зголеми номиналниот капацитет од индустрискиот стандард од 3000μF на 3300μF во рамките на стандардна големина од 12,5 × 30 mm.

Дизајнерски предности: Со исти физички димензии, зголемувањето на капацитетот е >10%, што обезбедува поголема безбедносна маргина за заштита од прекин на електричната енергија кај NAND флеш меморијата со ултра висок капацитет.

Основна карактеристика 2: Отпорност на високи температури и долг животен век (соодветна сигурност на корпоративно ниво)

Долготрајно работење: Серијата LKM постигнува ултра долг век на траење од 10.000 часа на 105°C, повеќе од двојно повеќе од конвенционалните решенија, совршено одговарајќи на гарантниот период на SSD-ата од корпоративен квалитет.

Исклучително висока сигурност: Неговата стапка на дефект (FIT) е намалена од приближно 50% на <10% (супериорно во однос на стандардите за автомобилска класа), обезбедувајќи исклучително стабилно складирање на енергија во текот на целиот нејзин животен век.

Основна карактеристика 3: Отпорност на удари и брза реакција (осигурување на моментално напојување)

Ултра-низок ESR: Со оптимизирање на електролитот со висока спроводливост, YMIN го намали ESR на 25mΩ (подобрување од >28% во споредба со индустрискиот стандард од 35mΩ).

Можност за одговор: Понискиот внатрешен отпор обезбедува брзо ослободување на енергија во рок од милисекунди, ефикасно спречувајќи пад на напонот за време на прекини на електричната енергија.

Основна карактеристика 4: Широк температурен опсег (прилагодливост на животната средина за Edge Computing)

Исклучително широк температурен опсег: Серијата YMIN LKL(R) се одликува со работен опсег од -55℃ до +135℃, што е далеку поголемо од она на конвенционалните кондензатори.

Стартување на ниска температура: Користејќи специјална формула за електролит за ниска температура, обезбедува непречена промена на ESR дури и при екстремно ниски температури од -55℃, гарантирајќи моментално стартување и безбедност при празнење на системот во ладни средини.

Прашања и одговори за загриженост на клиентите

П: Зошто мора да се даде приоритет на „густината на капацитетот“ при избор на кондензатори за заштита од губење на енергија за PCIe 5.0 SSD-а?

A: Основната причина е тоа што количината на податоци што треба да се запишат назад на NAND флеш меморијата на SSD-ата со голем капацитет (како што се 8TB+) се зголемува за време на прекин на електричната енергија, додека физичкиот простор на плочата е исклучително фиксен. Обичните течни алуминиумски електролитски кондензатори имаат ниска ефикасност на складирање на енергија поради специфичните ограничувања на капацитетот на нивните конвенционални електродни фолии; се претпочитаат кондензаторите од серијата YMIN LKM, бидејќи нудат >10% подобрување на капацитетот за иста големина, обезбедувајќи доволна резервна енергетска редундантност за системот без промена на постоечкиот распоред.

П2: Зошто серверите со вештачка интелигенција треба да ја земат предвид карактеристиката на „широкиот температурен опсег“ на кондензаторите?

A2: Кога моќта и складирањето на вештачката интелигенција (ВИ) се распоредуваат на работ (како на пример во возила или надворешни базни станици), опремата ќе се соочи со екстремни температури под -30°C или над 70°C. Обичните кондензатори ќе доживеат сериозно влошување на перформансите под овие услови, што ќе доведе до откажување на заштитата од губење на енергија. Затоа, при изборот на кондензатори за овие рабни ВИ сервери, мора да се оцени можноста за широк температурен опсег. Серијата YMIN LKL (-55℃~135℃) е специјално дизајнирана за оваа намена.

Водич за избор: Прецизно усогласување со вашето сценарио

Сценарио А: AI сервери и SSD дискови со јадро на центарот за податоци

Клучни предизвици: Просторот е исклучително ограничен, што бара кондензатори за да обезбедат максимално складирање на енергија, најдолг век на траење и најголема брзина на празнење во компактен распоред.

Препорачано решение: YMIN LKM серија (со висок капацитет), типичен модел 35V 3300μF (12,5×30mm). Нуди >10% подобрување на капацитетот за иста големина, ESR≤25mΩ и животен век од 10.000 часа на 105°C, обезбедувајќи решение на едно место за задоволување на екстремните барања на складирањето на моќност на основното пресметување за густина, животен век и брзина.

Сценарио Б: Edge Computing, складирање на базна станица монтирано во возило и на отворено

Клучни предизвици: Екстремни температури на околината (од -55℃ до 135℃), кои бараат кондензаторите да работат стабилно и сигурно низ целиот температурен опсег.

Препорачано решение: YMIN LKL(R) серија (екстремно широк температурен опсег), типичен модел 35V 2200μF (10×30mm). Неговиот работен температурен опсег опфаќа од -55℃ до 135℃, а специјален електролит обезбедува стабилен ESR дури и во екстремно ладни услови, обезбедувајќи сигурна адаптибилност на животната средина за складирање на edge AI.

Преглед на структурирана технологија

За полесно пребарување на технологијата и евалуација на решението, основните информации од овој документ се сумирани на следниов начин:

Основни сценарија: SSD-а од корпоративен квалитет кои користат E1.L/U.2 форм-фактор PCIe 5.0/6.0, кои се користат во сервери за обука за вештачка интелигенција и центри за податоци со високи перформанси (основни сценарија). Уреди за складирање на широка температура распоредени во јазли за рабно пресметување, интелигентни системи во возила и базни станици за надворешна комуникација (проширени сценарија).

Основни предности на YMIN решението:

Висока густина на капацитет: Серијата LKM обезбедува капацитет од ≥3300μF во стандардна големина од 12,5×30mm, што е подобрување од >10% во споредба со конвенционалните производи со иста големина.

Отпорност на висока температура и долг животен век: Животен век ≥ 10.000 часа на 105°C, стапка на дефекти < 10 FIT, исполнување на барањата за долгорочно сигурно работење.

Отпорност на удар и брз одговор: ESR ≤ 25mΩ, што обезбедува брзо ослободување на енергија во рамките на прозорецот за исклучување од милисекунди.

Исклучително широк температурен опсег: Серијата LKL(R) работи од -55°C до 135°C, надминувајќи го предизвикот на стврднување на електролитот на ниска температура.

Препорачани модели за евалуација:

Серија YMIN LKM: Погодна за сценарија за складирање на јадро во центри за податоци кои даваат приоритет на максимално искористување на просторот и долгорочна сигурност. Типичен модел: 35V 3300μF (12,5×30mm).

Серија YMIN LKL(R): Погодна за сценарија за edge computing и складирање во автомобилски услови кои бараат справување со екстремни температурни предизвици. Типичен модел: 35V 2200μF (10×30mm, работна температура од -55°C до 135°C).

За детални спецификации на серијата YMIN LKM/LKL(R) или за да побарате инженерски примероци, ве молиме контактирајте го техничкиот тим на YMIN преку веб-страницата на YMIN Electronics.