تُحدث مراكز بيانات الذكاء الاصطناعي تغييرات في متطلبات البنية التحتية الكهربائية. فارتفاع كثافة الطاقة في الخوادم، وعمليات نشر وحدات معالجة الرسومات (GPU) على نطاق واسع، والتوسع السريع في حوسبة الذكاء الاصطناعي، كلها عوامل تزيد من الطلب على أنظمة طاقة موثوقة وذات سعة عالية.
ووفقًا لوكالة الطاقة الدولية (IEA)، من المتوقع أن يصل استهلاك مراكز البيانات العالمية للكهرباء إلى حوالي 950 تيراواط/ساعة بحلول عام 2030، أي ما يقارب ضعف مستويات عام 2025. وتشهد مراكز البيانات التي تركز على الذكاء الاصطناعي نموًا أسرع من ذلك.
بالنسبة لمطوري مراكز البيانات، فإن اختيار الخيار المناسب محول مركز بيانات الذكاء الاصطناعي وهو أمر ضروري لضمان الموثوقية والكفاءة وتكاليف التشغيل على المدى الطويل.
ما هي المحولات المستخدمة في مراكز بيانات الذكاء الاصطناعي؟
قد يستخدم مركز البيانات الحديث عدة أنواع من المحولات في مراحل مختلفة من نظام توزيع الكهرباء.
ومن بين التطبيقات الشائعة ما يلي:
- محولات الطاقة – لتوصيلات شبكات الجهد العالي والمحطات الفرعية
- محولات التوزيع – للتوزيع من الجهد المتوسط إلى الجهد المنخفض
- المحولات الجافة – تُستخدم عادةً داخل المباني وغرف المرافق الكهربائية
- المحولات المثبتة على قاعدة – للتوزيع الخارجي للجهد المتوسط
- محولات محطات التوزيع الفرعية – لأنظمة توزيع الطاقة المتكاملة
يعتمد التكوين الدقيق على جهد التيار الكهربائي، وسعة المنشأة، ومتطلبات التكرار، وبنية التوزيع الكهربائي.
ما هي السعة الكهربائية التي يحتاجها محول مركز البيانات؟
ينبغي اختيار سعة المحول بناءً على الحمل الكهربائي الإجمالي، وليس على الحمل الخاص بتكنولوجيا المعلومات وحدها.
قد يشمل الطلب على الطاقة الكهربائية لمركز البيانات ما يلي:
- خوادم الذكاء الاصطناعي ووحدات معالجة الرسومات (GPU)
- معدات الشبكات
- أنظمة UPS
- أنظمة التبريد
- المضخات والمبردات
- الإضاءة
- خدمات البناء
- أنظمة شحن البطاريات والأنظمة المساعدة
بالنسبة لمنشآت الذكاء الاصطناعي الكبيرة، يمكن أن يصل إجمالي الطلب على الطاقة إلى مئات الميغاواط. وتشير وكالة الطاقة الدولية (IEA) إلى أن مراكز بيانات الذكاء الاصطناعي فائقة الحجم يمكن أن تتجاوز 100 ميغاواط، في حين أن كثافة الطاقة على مستوى حاملات الخوادم تتزايد هي الأخرى بسرعة.
لذلك، قد يكون من الضروري توزيع سعة المحولات على عدة وحدات بدلاً من الاعتماد على محول واحد كبير.
ما هي مستويات الجهد المستخدمة؟
يعتمد تكوين الجهد الكهربائي على شركة الكهرباء المحلية وتصميم مركز البيانات.
قد يبدو مسار الطاقة النموذجي كما يلي:
شبكة الجهد العالي → محول المحطة الفرعية → شبكة التوزيع ذات الجهد المتوسط → محول التوزيع → معدات الجهد المنخفض
على سبيل المثال، قد تصل الطاقة الكهربائية من شبكة التوزيع إلى الموقع بجهد متوسط أو عالٍ، ثم يتم تخفيض جهدها لتوزيعها داخل المنشأة وتزويد أحمال تكنولوجيا المعلومات بها.
يمكن أن يؤدي الحفاظ على جهد توزيع أعلى لمسافات أطول إلى تقليل التيار والخسائر الكهربائية. وتوصي وزارة الطاقة الأمريكية بمراعاة جهد التوزيع بعناية عند تصميم مراكز البيانات الموفرة للطاقة.
وعلى مستوى حاملات الخوادم، تتجه الصناعة أيضًا نحو بنى تيار مستمر ذات جهد أعلى. ويعمل المشاركون في مشروع «أوبن كومبيوت» (Open Compute Project) على تطوير بنى طاقة بجهد 800 فولت تيار مستمر من أجل البنية التحتية للذكاء الاصطناعي من الجيل التالي.
محول من النوع الجاف أم مغمور بالزيت لمركز البيانات؟
يمكن أن تكون كلتا التقنيتين مناسبتين، حسب متطلبات التركيب.
محول من النوع الجاف
غالبًا ما يُفضل استخدام المحولات الجافة في غرف الكهرباء الداخلية لأنها لا تستخدم زيتًا عازلًا، ويمكن أن توفر حلاً عمليًّا في الحالات التي تكون فيها السلامة من الحرائق والتركيب الداخلي من الأمور المهمة.
تشمل التطبيقات النموذجية ما يلي:
- قاعات البيانات
- غرف الكهرباء
- المباني التجارية
- المنشآت الصناعية
محول مغمور بالزيت
تُستخدم المحولات المغمورة بالزيت عادةً في التطبيقات الخارجية ذات السعة العالية والمحطات الفرعية.
ويمكن أن تكون مناسبة لـ:
- محطات الكهرباء الفرعية
- محطات فرعية لمراكز البيانات الخارجية
- توزيع الطاقة عالي السعة
- المنشآت الصناعية الكبيرة
ينبغي أن يأخذ الاختيار في الاعتبار السعة، وموقع التركيب، والحماية من الحرائق، والكفاءة، والصيانة، والمعايير المحلية.
المواصفات الرئيسية لمحولات الطاقة المستخدمة في مراكز بيانات الذكاء الاصطناعي
عند اختيار محول لمركز بيانات، ينبغي على المشترين أن يأخذوا في الاعتبار عوامل أخرى غير السعة المقننة بالكيلو فولت أمبير (kVA) أو الميغا فولت أمبير (MVA).
تشمل المواصفات المهمة ما يلي:
- السعة المقدرة
- الجهد الأولي والثانوي
- التردد
- مجموعة فيكتور
- المعاوقة
- خسائر عدم الحمل وخسائر الحمل
- طريقة التبريد
- ارتفاع درجة الحرارة
- مستوى العزل
- مبدل التوصيلات ونطاق التوصيلات
- القدرة على تحمل الدائرة القصيرة
- متطلبات التغليف والتركيب
- تكوين التكرار
- المعايير المعمول بها
بالنسبة لمنشآت الذكاء الاصطناعي، تكتسب كفاءة المحولات وخصائص الأحمال أهمية خاصة؛ ذلك لأن المحولات تعمل بشكل مستمر وقد تزود أعدادًا كبيرة من الأحمال الإلكترونية بالطاقة.
التكرار في المحولات لمراكز البيانات
تعد الموثوقية أحد أهم المتطلبات لأنظمة الطاقة في مراكز البيانات.
اعتمادًا على تصميم المنشأة، يمكن ترتيب المحولات باستخدام:
- N+1
- 2N
- الأنظمة الموزعة ذات التكرار
- مسارات طاقة مستقلة متعددة
يعتمد التكوين المناسب على وقت التشغيل المطلوب، والحمل الحرج، واستراتيجية الصيانة، وميزانية المشروع.
كيفية اختيار محول لمركز بيانات الذكاء الاصطناعي
ومن بين العمليات العملية لاختيار المرشحين ما يلي:
1. تحديد الحمل الإجمالي للمنشأة
تشمل تكنولوجيا المعلومات، وأنظمة التبريد، ووحدات إمداد الطاقة غير المنقطعة (UPS)، والأحمال المساعدة.
2. تحديد جهد الشبكة الكهربائية
تأكد من الجهد الوارد ومن توفر التوصيل بالشبكة.
3. تحديد بنية التوزيع
تحديد متطلبات توزيع التيار المستمر ذات الجهد المتوسط والجهد المنخفض والجهد الكهربائي.
4. تحديد سعة المحول
ضع في اعتبارك الحمل الحالي والتوسع المستقبلي والتكرار.
5. اختيار تقنية المحولات
اختر النوع الجاف أو المغمور بالزيت وفقًا لمتطلبات التركيب والمشروع.
6. تحسين الكفاءة
قارن بين خسارة التيار بدون حمل، وخسارة التيار تحت الحمل، والتكلفة الإجمالية على مدار دورة الحياة.
7. التأكد من المعايير والاختبارات
تأكد من أن المحول يتوافق مع المعايير المطلوبة الصادرة عن اللجنة الدولية للكهرباء (IEC) أو معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات (IEEE) أو المعايير المحلية.
اقرأ المزيد: المحول ثلاثي الأطوار: مبدأ العمل، الأنواع، التطبيقات ودليل الاختيار
حلول EverNew Transformer لمراكز البيانات
تقوم شركة EverNew Transformer بتصنيع مجموعة واسعة من محولات الطاقة، ومحولات التوزيع، ومحولات النوع الجاف، والمحولات المثبتة على قاعدة، ومحولات المحطات الفرعية للتطبيقات الصناعية وتطبيقات البنية التحتية.
يمكن تخصيص حلول المحولات وفقًا لما يلي:
- الجهد الكهربائي
- السعة
- مجموعة فيكتور
- المعاوقة
- طريقة التبريد
- مستوى العزل
- مبدل التبديل
- بيئة التثبيت
- المعايير المعمول بها
بالنسبة لمشروع مركز بيانات جديد يعمل بالذكاء الاصطناعي، يرجى تقديم السعة المطلوبة ومستويات الجهد وشروط التركيب ومعايير المشروع. يمكن لشركة EverNew تقييم الطلب وتقديم توصيات بشأن التكوين المناسب للمحول.
هل تحتاج إلى محول لمشروع مركز البيانات الخاص بك؟ اتصل بشركة EverNew Transformer للحصول على الاستشارة الفنية وعرض الأسعار.
