从ChatGPT到Sora,AI大模型在快速迭代,算力需求在急剧提升,智算中心、超算中心迎来了前所未有的建设热潮。据市场研究机构TrendForce预计今年AI服务器全年出货量可达167万台,年增率达41.5%。若估算产值,预估2024年AI服务器产值将达1,870亿美元,成长率达69%,产值占整体服务器市场的65%。
AI热潮下,数据中心规模正从MW级园区向GW级园区演进,机柜功率密度也从6~8kW/柜提升至12~15kW/柜,有些数据中心的单柜甚至突破了30kW。AI服务器俨然成了一只凶猛的电老虎。拿目前最常用的NVIDIA GPU芯片H100来说,一块H100芯片一年消耗的电量比一个中等规模的家庭都要多。
随着AI数据中心规模的扩大,其核心处理器,包括CPU、GPU、NPU、ASIC、FPGA等,以及内存、网络通信等芯片元器件的性能和功耗水平都在提升。中兴通讯股份有限公司研发总工熊勇曾在公开场合表示,由于AI服务器的功率较普通服务器高6-8倍,电源的需求也将同步提升6-8倍。通用型服务器原来只需要2颗800W服务器电源,而AI服务器的需求直接提升为4颗1800W高功率电源。
为了应对AI数据中心带来的能源挑战,各大芯片厂商也都在思考解决之道。例如NVIDIA研发了CPU/GPU混合芯片;英特尔、三星电子与台积电正在研发用于下一代处理器的3D堆叠晶体管,该类晶体管在大幅提高性能的同时,还节省了功耗。
也有系统厂商在数据中心内引入更多的太阳能、风能、地热能等绿色能源,还有在电源系统内采用频率更高,转换效率更高的宽禁带半导体,提升电源的转换效率。其实,还有一个大家容易忽略的地方,那就是连接器。通常,数据中心中会用到非常多的连接器与电缆,如果使用接触电阻和压降更低的连接器,可以产生更少的热量,从而降低能源消耗。
为此,Molex特别推出了一款针对数据中心应用而设计的连接器产品UltraWize线对板高电流连接器和电缆组件,可以非常出色地满足配电要求。
据其数据手册信息,UltraWize连接器利用成熟的Coeur插座技术,使用锥形插座来确保较大的导电表面积。从而减少了接触电阻和压降,使产生的热量更少,实现更高的载流能力。此外,电缆侧出配置的占用空间很少,进一步提高了效率和设计灵活性。

图:印刷电路板插座头
具体参数方面,UltraWize连接器的间距为13.58mm、电压为125V,载流能力可达170A,工作温度范围为-40℃至125℃。

图:电源与信号电缆组件
其优点有:首先,由于是电缆侧出设计,不需要为电缆弯曲半径预留空间,因此可最大程度减少堆叠高度。其次是,支持SMT回流焊的插座头采用了贴片封装,可以让插座头通过回流焊炉,且不用任何后处理,从而降低了加工成本,加快了上市速度。三是采用了Coeur插座技术,使得导电表面积更大,最大程度降低了压降和接触电阻,从而增强了电气性能。还有就是,采用了压力锁紧装置,可以防止连接器被意外拔出,确保了连接器牢固插配。
结语
AI市场迅速扩张,电源需求增加,空间成本也在不断上升。现代数据中心包含了成百上千个处理单元,因此,设备大小非常重要。也就是说数据中心中的服务器电源需要在有限空间内提供更多功率,而UltraWize连接器和电缆组件可以承载170.0A高电流,同时具有侧出电缆设计,让工程师不仅无需考虑电缆弯曲半径,还降低了堆叠高度,提供更高的电源密度。设计工程师可以通过UltraWize组件,更加有效地利用印刷电路板上的可用空间,从而确保在有限的空间范围内满足电源要求。
此外,UltraWize连接器和电缆组件的抓放封装使用简便,其封装内部的插座采用表面贴装回流插座头,简化了制造过程、最大程度降低了成本并加速了产品上市,提升客户的生产效率。
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