فناوری خنک‌کننده مایع برای باس‌بار ۸۰۰ ولت DC؛ شاهکار TE Connectivity در غرفه Wiwynn

در نمایشگاه کامپیوتکس ۲۰۲۶، شاهد یک فناوری بسیار مهم برای آینده دیتاسنترها بودیم. غرفه Wiwynn همیشه فناوری‌هایی را به نمایش می‌گذارد که از زمان خود جلوتر هستند؛ به همین دلیل بازدید از این غرفه یکی از بخش‌های مورد علاقه ماست. امسال در حال عبور به نسل جدیدی از شتاب‌دهنده‌های هوش مصنوعی هستیم و در نتیجه، به سطح جدیدی از تراکم انرژی نیاز داریم.

به همین دلیل، صنعت دیتاسنتر در حال حرکت به سمت استفاده از برق ۸۰۰ ولت DC است. نکته جالب این است که نه تنها برق بیشتری از طریق باس‌بار (Busbar) انتقال می‌یابد، بلکه خود این باس‌بار نیز با مایع خنک می‌شود! در این غرفه، ما راهکار جذاب شرکت TE Connectivity را برای این عصر جدید مشاهده کردیم. دیدن این تجهیزات باعث شد تا عمیق‌تر درباره سیستم‌های ۸۰۰ ولت DC تحقیق کنیم.

نحوه تامین برق برای شتاب‌دهنده‌های بزرگ هوش مصنوعی

شرکت‌های Wiwynn و TE Connectivity یک سرور نمونه را به نمایش گذاشتند که ماکت‌هایی از شتاب‌دهنده‌های نسل آینده درون آن قرار داشت. البته هدف اصلی این نمایش، فقط نشان دادن طراحی سرور نبود؛ بلکه انگیزه اصلی، نمایش کابل انتقال برق بود که از وسط دستگاه عبور می‌کرد.

برای درک بهتر، بیایید از قسمت جلوی دستگاه شروع کنیم. در نگاه اول، این سرور شبیه به یک نود (Node) استاندارد ORv3 به نظر می‌رسد.

در سمت چپ، ماژول مدیریت و همچنین چهار عدد حافظه SSD با فرم‌فکتور E1.S را مشاهده می‌کنیم.

در مرکز دستگاه، محفظه‌های خالی (ماکت) برای شبکه‌های نوری قرار دارند. بنابراین می‌دانیم که این صرفاً یک ماکت نمایشی از سرورهای آینده است (البته ماکت‌های Wiwynn همیشه اطلاعات دقیقی از آینده به ما می‌دهند).

با حرکت به سمت پشت دستگاه، تفاوت‌های اصلی آشکار می‌شوند.

در اینجا یک نازل جدید برای خنک‌کننده مایع و همچنین کانکتورهایی برای توسعه شبکه درون رک (Scale-up) وجود دارد.

در بخش مرکزی، کانکتور باس‌بار (Busbar) قرار دارد. این کانکتور نقطه شروع زنجیره انتقال برق است که تمام این دمو برای نمایش آن ساخته شده است.

در تصویر زیر، مجموعه کابل برق TE Connectivity را می‌بینید. یک سرِ این کابل برای تجهیزات فناوری اطلاعات با ظرفیت ۸۰۰ ولت و ۷۵ آمپر (HVDC IT Gear) و سرِ دیگر آن از نوع ELCON MICRO+ با ظرفیت ۴۰۰ ولت است.

در اینجا دو ماکت شتاب‌دهنده با ابعاد بیش از ۱۰۰ سانتی‌متر مربع را می‌بینیم که مجموعه انتقال برق در وسط آن‌ها قرار گرفته است. سوال بزرگ این است که چگونه می‌توان در خط تولید کارخانه، این برق را به شاسی متصل کرد؟ از آنجا که صنعت به سمت استفاده بیشتر از ربات‌ها در مونتاژ حرکت می‌کند، ساختن دستی این کابل‌ها در خط تولید منطقی نیست. در عوض، کل این مجموعه کابل به گونه‌ای طراحی شده که در زمان مونتاژ، به صورت یکپارچه سر جای خود قرار بگیرد.

در تصویر زیر، نمای نزدیکی از نحوه اتصال این مجموعه به سیستم توزیع برق داخلی سرور را مشاهده می‌کنید.

البته در نهایت تمام این قطعات با مایع خنک خواهند شد. بنابراین باید انتظار داشته باشیم که بلوک‌های بزرگ خنک‌کننده مایع روی تمام قطعات قرار بگیرند.

خنک‌کننده مایع روی باس‌بار ۸۰۰ ولتی TE Connectivity

یکی دیگر از مواردی که در غرفه Wiwynn نمایش داده شد، یک رک ظاهراً ساده بود. در پشت این رک، تعدادی نود و یک باس‌بار عمودی به چشم می‌خورد.

اما این یک باس‌بار معمولی نبود. روی این قطعه، برچسب شرکت TE Connectivity نصب شده بود.

این قطعه در واقع یک «باس‌بار عمودی خنک‌شونده با مایع» است. برای درک بهتر موضوع، باید بگوییم که باس‌بار یک قطعه فیزیکی است که وظیفه انتقال برق به تمام سرورهای درون رک را بر عهده دارد. در این سیستم، به جای اینکه هر سرور پاور (منبع تغذیه) جداگانه داشته باشد، پاورهای اصلی برق را به این باس‌بار ثابت تزریق می‌کنند و سرورها مستقیماً به آن متصل می‌شوند.

استفاده از باس‌بار باعث افزایش بهره‌وری می‌شود و همچنین فضای پشت سرور را برای کابل‌کشی شبکه آزاد می‌کند. یکی دیگر از مزایای مهم باس‌بار این است که سرورها بدون نیاز به کابل‌کشی دستی (Blind Mating) به برق متصل می‌شوند. شما فقط کافی است سرور را داخل رک هل دهید تا کانکتور آن به صورت خودکار به باس‌بار متصل شود.

شاید بپرسید: «چرا باید باس‌بار را با مایع خنک کرد؟» پاسخ کوتاه این است که ظرفیت باس‌بارهای خنک‌شونده با هوا نهایتاً به ۱۴۰ کیلووات می‌رسد. اما این مدل‌های جدید که با مایع خنک می‌شوند، می‌توانند تا ۷۵۰ کیلووات برق را مدیریت کنند! شاید فکر کنید این اعداد بسیار دور از ذهن هستند، اما ما در آستانه ورود رک‌های هوش مصنوعی هستیم که در ماه‌های آینده به صدها کیلووات برق نیاز خواهند داشت.

این موضوع نشان می‌دهد که سرعت نوآوری در این حوزه چقدر بالاست. پنج سال پیش، نصب بلوک‌های خنک‌کننده مایع روی پردازنده سرور (CPU) یک کار عجیب و لوکس محسوب می‌شد. اما امروز، راهکارهای آماده و استانداردی برای خنک‌کردن خودِ سیستم توزیع برق در رک‌های ۷۵۰ کیلوواتی وجود دارد.

رک‌های اختصاصی تامین برق ۸۰۰ ولت DC

در بخش دیگری از غرفه، یک «رک برق ۸۰۰ ولت DC» به نمایش گذاشته شده بود.

در تصویر زیر، نمای جلو و پشت این رک را می‌بینید. در نگاه اول، این رک شبیه به مجموعه‌ای از سرورهای محاسباتی هوش مصنوعی به نظر می‌رسد. اما در واقع، این دستگاه هیچ‌گونه کار پردازشی انجام نمی‌دهد و تماماً به تامین برق اختصاص دارد.

در طراحی نسل آینده دیتاسنترها، منابع تغذیه (پاورها) دیگر درون رک‌های پردازشی قرار نمی‌گیرند، بلکه به رک‌های اختصاصی خودشان (Power Racks) منتقل می‌شوند. دلیل نام‌گذاری این رک‌ها دقیقاً همین است: تمام فضای آن‌ها پر از تجهیزات برق و باتری است.

با نگاهی به پشت این رک، متوجه می‌شویم که این‌ها فقط قفسه‌های خالی نیستند. آن‌ها دارای کانکتورهای ضخیم انتقال برق (Whip Power Connectors) و همچنین پورت‌های ورودی و خروجی برای شبکه مدیریتی هستند.

چشم‌انداز نهایی این است که رکِ برق، تمام فرآیندهای تبدیل ولتاژ را در داخل خود انجام دهد. این کار باعث می‌شود تا قطعات پاور از رک‌های پردازشی خارج شوند. اهمیت این موضوع در این است که فضای بیشتری برای کابل‌کشی مسی و ارتباط بین شتاب‌دهنده‌ها درون رک پردازشی باز می‌شود. سپس از طریق کابل‌های مخصوص، برق از رکِ تامین‌کننده به رک‌های پردازشی منتقل می‌شود.

با حذف پاورها و فن‌ها از رک‌های پردازشی، داشتن یک باس‌بار باریک و خنک‌شونده با مایع در پشت سرورها، یک بهینه‌سازی بسیار مهم و حیاتی محسوب می‌شود.