S masívnou vlnou rozsiahleho modelovania poháňaného OpenAI zažívajú nové dátové centrá s umelou inteligenciou, ktorých príkladom je architektúra Blackwell od spoločnosti NVIDIA, explozívne nasadzovanie. Toto globálne rozširovanie výpočtovej infraštruktúry kladie bezprecedentne prísne nároky na priepustnosť, extrémnu stabilitu prostredia a bezpečnosť údajov SSD diskov PCIe 5.0/6.0 podnikovej triedy.
V prostrediach s vysokým zaťažením a nepretržitým čítaním/zápisom pri gigabitových rýchlostiach prechádzajú obvody ochrany proti výpadku napájania (PLP), ako posledná obranná línia pre ukladanie dát, kvalitatívnym skokom z „priemyselnej úrovne“ na „výpočtovú úroveň“. Jadrom je kondenzátorová banka PLP, ktorá je priamo zapojená paralelne k napájaciemu vstupu radiča SSD a flash pamäte NAND a slúži ako núdzový „zásobník energie“ v prípade abnormálneho výpadku napájania.
Hlavné výzvy: Dvojité obmedzenia zaťaženia PLP kondenzátorov umelou inteligenciou
Pri navrhovaní SSD diskov novej generácie s ultra vysokou kapacitou pre podniky (s tvarovými faktormi E1.L alebo U.2) pre tréningové servery pre umelú inteligenciu čelí návrh obvodov PLP dvom hlavným výzvam:
1. Výzva pre jadrový výkon: Ako dosiahnuť dlhodobé a rýchle udržanie energie v obmedzenom priestore?
Táto výzva priamo súvisí s tým, či je možné bezpečne uchovať údaje v prípade výpadku prúdu, a zahŕňa tri úzko súvisiace dimenzie:
Úzke miesto v kapacite (hustota energie): SSD disky podnikovej triedy majú extrémne kompaktný vnútorný priestor. Podľa verejne dostupných údajov z odvetvia je mnoho konvenčných riešení hliníkových elektrolytických kondenzátorov obmedzených materiálmi a procesmi, čo má za následok obmedzenú kapacitu v štandardných veľkostiach (napr. 12,5 × 30 mm), čo sťažuje uloženie dostatočného množstva energie na spätný zápis dát na úrovni terabajtov v danom priestore.
Obavy o životnosť (tolerancia voči vysokým teplotám): Servery s umelou inteligenciou pracujú nepretržite, pričom okolité teploty často presahujú 80 °C. Konvenčné hliníkové elektrolytické kondenzátory môžu mať v dôsledku odparovania elektrolytu a starnutia materiálu pri dlhodobých vysokých teplotách životnosť, ktorá nezodpovedá 5-ročným záručným požiadavkám SSD diskov, čo vedie k skrytým rizikám poruchy.
**Odolnosť voči nárazom:** Okno ochrany pred výpadkom napájania pre 10 gigabitové operácie čítania/zápisu je iba v milisekundovom rozsahu. Ak je ekvivalentný sériový odpor (ESR) konvenčného hliníkového elektrolytického kondenzátora príliš vysoký, jeho rýchlosť vybíjania nebude dostatočná na pokrytie okamžitej špičkovej prúdovej požiadavky, čo priamo spôsobí prerušenia a poškodenie údajov počas spätného zápisu.
2. Výzvy v oblasti adaptability na prostredie: Ako prekonať teplotné hranice a rozšíriť rozsah nasadenia úložísk s umelou inteligenciou?
Keďže výpočtový výkon umelej inteligencie sa rozširuje na okraj siete, úložné zariadenia je potrebné nasadiť v náročných prostrediach, ako sú základňové stanice, vozidlá a továrne. To kladie nezávislé požiadavky na „prístup k prostrediu“ na kondenzátory:
**Nedostatok širokého teplotného rozsahu:** Prevádzkový teplotný rozsah tradičných kondenzátorov (zvyčajne -40 ℃ až +105 ℃) nie je dostatočný na pokrytie extrémne chladného a horúceho prostredia. Pri mrazivých vonkajších teplotách pod -40 °C môže elektrolyt stuhnúť, čo vedie k funkčnej poruche; pri nepretržitom vyhrievaní pri vysokej teplote sa životnosť drasticky skráti, čo obmedzuje použitie produktu v širokej škále okrajových scenárov.
Technická analýza: Štvorrozmerné výhody spoločnosti YMIN vo vysokovýkonných hliníkových elektrolytických kondenzátoroch
Spoločnosť YMIN navrhla štvorrozmerné riešenie zamerané na vysokú hustotu kapacity prostredníctvom materiálového systému a inovácií procesov, aby sa riešili vyššie uvedené problémové body.
Základná vlastnosť 1: Vysoká hustota energie (základný návrh)
V obvodoch PLP musia kondenzátory maximalizovať ukladanie energie v obmedzenom priestore na doske plošných spojov.
Technologický prielom: Séria LKM od spoločnosti YMIN využíva technológiu elektródových fólií s vysokou hustotou na zvýšenie menovitej kapacity z priemyselne štandardných 3000 μF na 3300 μF v rámci štandardnej veľkosti 12,5 × 30 mm.
Výhody dizajnu: Pri rovnakých fyzických rozmeroch je nárast kapacity > 10 %, čo poskytuje dostatočnú bezpečnostnú rezervu pre ochranu pred výpadkom napájania v pamäti NAND flash s ultra vysokou kapacitou.
| Obrázok 1: Porovnanie riešenia YMIN s priemyselným štandardom (rozmer kapacity) | |||
| Porovnávací rozmer (kapacita) | Priemyselný štandard | Riešenie YMIN | Výhoda výkonu |
| Základné špecifikácie | 12,5 × 30 mm, 35 V | 12,5 × 30 mm, 35 V | Identické fyzické rozmery |
| Menovitá kapacita | -3000μF | ≥3300 μF | Zvýšenie kapacity > 10 % |
| Technická realizácia | Konvenčné materiály a procesy | Fólia s vysokou hustotou elektródy a pokročilý proces | Výrazne vyššia hustota energie |
| Využitie priestoru | Štandard | Vynikajúce, väčšie úložisko energie na jednotku objemu | Umožňuje kompaktný dizajn |
| Výkon | Štandard | Silnejší, poskytuje dlhší čas ochrany pred vypnutím | Zvýšená spoľahlivosť systému |
Hlavná vlastnosť 2: Odolnosť voči vysokým teplotám a dlhá životnosť (zodpovedajúca spoľahlivosti podnikovej úrovne)
Dlhodobá prevádzka: Séria LKM dosahuje mimoriadne dlhú životnosť 10 000 hodín pri teplote 105 °C, čo je viac ako dvojnásobok životnosti konvenčných riešení a dokonale zodpovedá záručnej dobe SSD diskov podnikovej triedy.
Extrémne vysoká spoľahlivosť: Jeho poruchovosť (FIT) je znížená z približne 50 % na < 10 % (lepšia ako štandardy automobilovej triedy), čo zaisťuje extrémne stabilné skladovanie energie počas celej jeho životnosti.
| Obrázok 2: Riešenie YMIN verzus priemyselný štandard (dimenzia celoživotného cyklu) | |||
| Charakteristika (Doživotnosť) | Štandardná úroveň kondenzátora | Riešenie YMIN | Výhoda výkonu |
| Životnosť pri vysokých teplotách | 5000 hodín pri 105 ℃ | 10 000 hodín pri 105 ℃ | Životnosť sa zvýšila viac ako 2-násobne, čo dokonale zodpovedá 5-ročnej záručnej dobe SSD disku, takže nepotrebujete žiadnu údržbu. |
| Stabilita kapacity | Rýchle tlmenie pri vysokej teplote | Zachovanie kapacity >95 % pri vysokej teplote | Zaisťuje stabilné skladovanie energie počas celej životnosti a zabraňuje zlyhaniu ochrany pred výpadkom napájania v dôsledku poklesu kapacity. |
| Spoľahlivosť pri vysokých teplotách | Významné kolísanie výkonu nad 85 ℃ | Stabilný v širokom teplotnom rozsahu od -40 ℃ do 105 ℃/135 ℃ | Dokáže zvládať extrémne vysoké teploty v serveroch aj na okraji siete, čím rozširuje hranice aplikácií. |
| Miera zlyhania (FIT) | -50 VHODNÉ | <10 FIT (vyššia ako automobilová trieda) | Miera poruchovosti znížená o viac ako 80 %, čo poskytuje predvídateľnú spoľahlivosť pre nasadenia v rozsahu miliónov jednotiek. |
Hlavná vlastnosť 3: Odolnosť voči nárazom a rýchla odozva (zabezpečenie okamžitého napájania)
Ultranízke ESR: Optimalizáciou vysokovodivého elektrolytu spoločnosť YMIN znížila ESR na 25 mΩ (zlepšenie o >28 % v porovnaní s priemyselným štandardom 35 mΩ).
Schopnosť odozvy: Nižší vnútorný odpor zaisťuje rýchle uvoľnenie energie v milisekundovom okne, čím účinne zabraňuje poklesu napätia počas výpadkov napájania.
| Obrázok 3: Riešenie YMIN vs. priemyselný štandard (rozmer ESR) | |||
| Porovnávacia dimenzia | Priemyselný štandard | Riešenie YMIN | Výhoda výkonu |
| Základná špecifikácia (ESR) | -35 mΩ | ≤25 mΩ | Zlepšenie > 28 % |
| Technická realizácia | Konvenčné materiály a dizajn | Pokročilý materiálový systém a presný proces | - |
| Účinnosť vybíjania | Referenčný bod | Výrazne vyššie | - |
| Tepelné straty | Referenčný bod | Výrazne znížené | - |
Základná funkcia 4: Široký teplotný rozsah (prispôsobivosť prostrediu pre edge computing)
Extrémne široký teplotný rozsah: Séria YMIN LKL(R) sa môže pochváliť prevádzkovým rozsahom od -55 ℃ do +135 ℃, čo výrazne prevyšuje rozsah bežných kondenzátorov.
Štartovanie pri nízkych teplotách: Vďaka špeciálnemu zloženiu elektrolytu pre nízke teploty zaisťuje plynulú zmenu ESR aj pri extrémne nízkych teplotách -55 ℃, čím zaručuje okamžité spustenie systému a bezpečné vybíjanie v chladnom prostredí.
| Obrázok 4: Riešenie YMIN vs. priemyselný štandard (rozmer teploty) | |||
| Charakteristika (teplota) | Štandardná úroveň kondenzátora | Riešenie YMIN | Výhoda výkonu |
| Rozsah prevádzkových teplôt | -40°C ~ +105°C | -55 °C ~ 135 °C | Horné a dolné limity sú výrazne rozšírené a pokrývajú extrémne scenáre použitia. |
| Životnosť pri vysokých teplotách (135 °C) | 1 000 – 2 000 hodín | ≥6 000 hodín | Životnosť sa zvýšila viac ako trojnásobne, čo zodpovedá celému životnému cyklu SSD diskov. |
| Nízkoteplotný výkon (-55 °C) | ESR prudko stúpa, výkon sa výrazne znižuje. | ESR sa mení jemne, čím sa zachováva schopnosť okamžitého štartu. | Rieši problém studeného štartu a zaisťuje bezpečnosť údajov pre okrajové zariadenia. |
| Spoľahlivosť teplotného cyklu | Štandardné testovanie | Prechádza prísnym testovaním od -55 °C do 135 °C | Nevystavuje sa teplotným šokom, prispôsobuje sa drsným výkyvom prostredia. |
Otázky a odpovede týkajúce sa obáv zákazníkov
Otázka: Prečo sa pri výbere kondenzátorov na ochranu pred výpadkom napájania pre disky SSD s rozhraním PCIe 5.0 musí uprednostňovať „hustota kapacity“?
A: Hlavným dôvodom je, že množstvo dát, ktoré je potrebné zapísať späť do NAND flash pamäte veľkokapacitných SSD diskov (napríklad 8TB+), počas výpadku napájania prudko stúpne, zatiaľ čo fyzický priestor na doske je extrémne obmedzený. Bežné tekuté hliníkové elektrolytické kondenzátory majú nízku účinnosť ukladania energie kvôli špecifickým kapacitným obmedzeniam ich konvenčných elektródových fólií; uprednostňujú sa kondenzátory série YMIN LKM, pretože ponúkajú zvýšenie kapacity o >10 % pri rovnakej veľkosti, čím poskytujú dostatočnejšiu redundanciu záložnej energie pre systém bez zmeny existujúceho rozloženia.
Otázka 2: Prečo by servery s umelou inteligenciou mali zvážiť charakteristiku kondenzátorov „širokého teplotného rozsahu“?
A2: Keď je výpočtový výkon a úložisko umelej inteligencie nasadené na okraji siete (napríklad vo vozidlách alebo vonkajších základňových staniciach), zariadenia budú vystavené extrémnym teplotám pod -30 °C alebo nad 70 °C. Bežné kondenzátory za týchto podmienok zaznamenajú výrazné zníženie výkonu, čo vedie k zlyhaniu ochrany pred výpadkom napájania. Preto je potrebné pri výbere kondenzátorov pre tieto okrajové servery umelej inteligencie zvážiť ich široký teplotný rozsah. Séria YMIN LKL (-55 ℃ ~ 135 ℃) je špeciálne navrhnutá na tento účel.
Sprievodca výberom: Presné prispôsobenie vášmu scenáru
Scenár A: Servery s umelou inteligenciou a jadrové SSD disky dátového centra
Kľúčové výzvy: Priestor je extrémne obmedzený, čo si vyžaduje kondenzátory, ktoré zabezpečujú maximálne ukladanie energie, najdlhšiu životnosť a najrýchlejšiu rýchlosť vybíjania v rámci kompaktného usporiadania.
Odporúčané riešenie: Séria YMIN LKM (vysokokapacitná), typický model 35V 3300μF (12,5 × 30 mm). Ponúka zvýšenie kapacity o >10 % pri rovnakej veľkosti, ESR ≤ 25mΩ a životnosť 10 000 hodín pri 105 °C, čím poskytuje komplexné riešenie, ktoré spĺňa extrémne požiadavky na hustotu, životnosť a rýchlosť úložiska s výpočtovým výkonom jadra.
Scenár B: Edge computing, úložisko namontované vo vozidle a vonkajšie základňové stanice
Kľúčové výzvy: Extrémne teploty prostredia (od -55 ℃ do 135 ℃), ktoré vyžadujú stabilnú a spoľahlivú prevádzku kondenzátorov v celom teplotnom rozsahu.
Odporúčané riešenie: Séria YMIN LKL(R) (extrémne široký teplotný rozsah), typický model 35V 2200μF (10×30mm). Jeho prevádzkový teplotný rozsah pokrýva -55℃ až 135℃ a špeciálny elektrolyt zaisťuje stabilné ESR aj v extrémne chladných podmienkach, čím poskytuje spoľahlivú prispôsobivosť prostrediu pre úložisko AI na okraji.
Prehľad štruktúrovanej technológie
Pre jednoduchšie vyhľadávanie technológií a hodnotenie riešení sú základné informácie tohto dokumentu zhrnuté takto:
Základné scenáre: Podnikové SSD disky s tvarovým faktorom E1.L/U.2, PCIe 5.0/6.0, používané v tréningových serveroch pre umelú inteligenciu a vysokovýkonných dátových centrách (základné scenáre). Úložné zariadenia s vysokým teplotným rozsahom nasadené v uzloch edge computingu, inteligentných systémoch vo vozidlách a základňových staniciach pre vonkajšiu komunikáciu (rozšírené scenáre).
Základné výhody riešenia YMIN:
Vysoká hustota kapacity: Séria LKM poskytuje kapacitu ≥3300 μF v štandardnej veľkosti 12,5 × 30 mm, čo je zlepšenie o >10 % v porovnaní s konvenčnými produktmi rovnakej veľkosti.
Odolnosť voči vysokým teplotám a dlhá životnosť: Životnosť ≥ 10 000 hodín pri 105 °C, poruchovosť < 10 FIT, spĺňa požiadavky na dlhodobú spoľahlivú prevádzku.
Odolnosť voči nárazom a rýchla odozva: ESR ≤ 25mΩ, čo zabezpečuje rýchle uvoľnenie energie v rámci milisekundového okna vypnutia.
Extrémne široký teplotný rozsah: Séria LKL(R) pracuje od -55 °C do 135 °C, čím prekonáva problém tuhnutia elektrolytu pri nízkych teplotách.
Odporúčané modely hodnotenia:
Séria YMIN LKM: Vhodná pre základné úložné scenáre v dátových centrách, ktoré uprednostňujú maximálne využitie priestoru a dlhodobú spoľahlivosť. Typický model: 35V 3300μF (12,5 × 30 mm).
Rad YMIN LKL(R): Vhodný pre edge computing a automobilové úložiská vyžadujúce zvládnutie extrémnych teplotných výziev. Typický model: 35V 2200μF (10×30mm, prevádzková teplota -55°C až 135°C).
Pre podrobné špecifikácie série YMIN LKM/LKL(R) alebo pre vyžiadanie technických vzoriek kontaktujte technický tím YMIN prostredníctvom webovej stránky YMIN Electronics.
Čas uverejnenia: 12. januára 2026