Vergleichsstudie von drei Hochspannungs-Gleichstrom-Rechenzentrumsarchitektur-Designs

Angesichts des exponentiellen Wachstums der künstlichen Intelligenz werden hocheffiziente, zuverlässige und skalierbare Rechenzentren benötigt, um Potenziale bei Energieeinsparungen und Emissionsreduzierungen auszuschöpfen. Hochspannungs-Gleichstrom-(HVDC-)Rechenzentren bieten im Vergleich zu anderen Lösungen, einschließlich Wechselstrom- und Niederspannungs-Gleichstrom-(LVDC-)Rechenzentren, eine deutlich verbesserte Effizienz, Zuverlässigkeit und Leistungsdichte. Dieses Papier präsentiert eine vergleichende Studie zu drei verschiedenen HVDC-Rechenzentrumsdesigns. Eine 1-kV-HVDC-Rechenzentrumsinfrastruktur wird vorgeschlagen, die mehrere Gleichstrom-Spannungsebenen für hohe Übertragungskapazität, hohe Effizienz, Skalierbarkeit und einen reibungslosen Übergang von verfügbaren Niederspannungs-Gleichstrom-Rechenzentrumstechnologien umfasst. Basierend auf bestehenden LVDC-Rechenzentrumstechnologien werden drei verschiedene HVDC-Architekturdesigns vorgeschlagen, die jeweils auf DCUPS (Direct Current Uninterruptible Power Supply), Panama Power Supply und einem zentralisierten Solid State Transformer (SST) basieren. Anhand von Zeitbereichssimulationen unter dynamischen Lastbedingungen werden die Netzqualität und Energieeffizienz der drei vorgeschlagenen Designs bewertet. Die Leistung der vorgeschlagenen Designs wird verglichen und potenzielle technische Verbesserungen werden aufgezeigt.