工业数字化、5G 以及基于云服务及其业务的扩展促进了全球数据中心的蓬勃发展和快速增长。更多的数据处理意味着更多的能源消耗,从而导致额外的数据中心和配套基础设施的建设。随着全球数据中心的扩张,需要更加可靠和高效地管理数据中心。

当前,受政府法规和公众减少碳排放需求的推动,提高能源效率已经成为 AWS、谷歌和 Facebook 等数据中心运营商的一项重要战略举措 。政府以及相关行业正在采取更多措施来提高能源效率,促进可持续发展。美国最近颁布的 2020 年能源法案概述了几项具体行动,包括政府机构和行业利益相关者之间的合作,并评估和设定衡量要求、标准和最优措施,以达到提高能源效率的目的。其目标有两个:降低联邦政府数据中心的成本和提高能源效率,并将之推动为更广泛的行业举措和标准。

2021年初,欧洲最大的数据中心运营商集团签署了气候中和数据中心条约 (Climate Neutral Data Centre Pact). 该条约是一项行业驱动的自律性倡议,概述了到 2030 年实现气候中和的积极目标,从而抢先于未来的欧盟 (EU) 绿色数据中心法案发布。

数据中心电源(Lot 9)

欧盟 ErP(欧洲生态设计)数据存储产品法规(Lot9)将影响在欧盟销售的所有产品,其中包括用于服务器和数据存储产品的电源装置 (PSU),这些产品必须满足最低效率和功率因数要求。这些要求与 80 PLUS 电源效率评级认证一致。满足这些 80 PLUS 级别的产品将符合Lot9的要求。

2023 年 1 月 1 日,标准将增加以下要求(2026 年 1 月 1 日将再次增加):

分级电源装置的最低效率要求

要求 输出/负载 效率 功率因数1

 

80 PLUS
    10% 20% 50% 100% 10% 20% 50% 100% 115V non-redundant 115V Industrial
Lot 9

(2020 3月)

Multi 88% 92% 88% .90 Gold Gold
Single 90% 94% 91% .95 Platinum2 Platinum
Lot 9

(2023 1月)

Multi 90% 94% 91% .95 Platinum2 Platinum
Single 90% 94% 96% 91% .95 Titanium Titanium

1功率因数在同一负载下80 PLUS中 没有定义

2 100% 负载下效率是90%, 不是 91%

数据来源 www.unicomengineering.com

这些举措仅仅是开始,数据中心行业必须准备好满足这些新要求。氮化镓半导体将成为满足和超越这些效率要求的一项关键技术和解决方案。

氮化镓的不同:

氮化镓半导体的重大影响集中在使数据中心的功率密度达到新的水平,同时超越能源效率的具体要求。更小体积的基于氮化镓功率器件的电源装置(PSU)允许在相同的机架空间中添加更多的数据处理 CPU 和内存,从而无需建造更多数据中心即可实现数据中心容量增长。随着行业正在从“每瓦特美元”成本转变为“每密度美元” 价值,以更小的占地面积有效地提供更多电能变得至关重要。

基于 氮化镓的电源装置(PSU) 每年可为大型数据中心运营商减少超过 1 亿美元的能源成本,并减少近 100 万公吨的二氧化碳排放量。

如今,开发数据中心电源公司拥有来自氮化镓系统( GaN Systems)的一系列 氮化镓产品和参考设计,包括其 3kW 无桥图腾柱_PFC 参考设计和新发布的 3kW LLC 谐振转换器 GS-EVB-LLC-3KW-GS. 此参考设计集成了 GaN Systems 的 650 V 增强型氮化镓功率器件,可帮助设计人员满足并超过电源装置的 80 PLUS 钛金标准,实现高于 100W/inch3 的高功率密度 (PFC+DC/DC) 和更高的效率超过 96%。 氮化镓系统3kW PFC 和 LLC 参考设计相结合,可为数据中心电源提供最小且最具成本效益的整套电源解决方案。

除了满足功率和效率要求之外,氮化镓半导体还将对数据中心的财务绩效产生巨大影响。我们将在下一篇数据中心文章中探讨这一方面。