وحدات توزيع الطاقة: وحدات PDU عالية الكثافة للبنية التحتية لمراكز بيانات الذكاء الاصطناعي
تم التحديث في 11 ديسمبر 2025
تحديث ديسمبر 2025: كثافات طاقة الخزائن تقفز من 8.2 كيلوواط (متوسط 2020) إلى 500-1000 كيلوواط لنشر مصانع الذكاء الاصطناعي. سوق PDU العالمي ينمو من 2.2 مليار دولار (2024) إلى 3.2 مليار دولار بحلول 2030. أنظمة قضبان التوصيل تتوسع بأكثر من 40% سنوياً—أسرع قطاع نمواً في البنية التحتية المادية لمراكز البيانات. وحدات PDU بقدرة 100 أمبير وأعلى أصبحت إلزامية لخوادم GPU الحديثة. توزيع HVDC بجهد 600-800 فولت يكتسب زخماً من أجل الكفاءة.
قفزت كثافات طاقة الخزائن من متوسط 8.2 كيلوواط في عام 2020 إلى توقعات تتراوح بين 500-1000 كيلوواط لنشر مصانع الذكاء الاصطناعي.¹ وحدات معالجة الرسومات مثل NVIDIA Blackwell B100 وB200 تتجاوز عتبة 1,000 واط لكل شريحة، مما يدفع طاقة الخزانة إلى ما يتجاوز 100 كيلوواط وتقترب من 1 ميجاواط في بعض التكوينات.² تطورت وحدة توزيع الطاقة المتواضعة من مجرد شريط طاقة بسيط إلى منصة غنية بأجهزة الاستشعار توفر رؤى قابلة للتنفيذ ومرونة تشغيلية والقدرة على التكيف المطلوبة لعصر الذكاء الاصطناعي.³
نما سوق PDU العالمي من 2.2 مليار دولار في عام 2024 إلى 3.2 مليار دولار متوقعة بحلول عام 2030 بمعدل نمو سنوي مركب 6.4%، مع تسارع اعتماد وحدات PDU الذكية حيث تتطلب أعباء عمل الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي سعات طاقة أعلى.⁴ تتوقع Allied Market Research أن يصل السوق الأوسع إلى 7.9 مليار دولار بحلول عام 2030.⁵ أصبح توزيع الطاقة القطاع الأسرع نمواً في البنية التحتية المادية لمراكز البيانات، مع توسع أنظمة قضبان التوصيل بأكثر من 40% سنوياً.⁶ بالنسبة للمؤسسات التي تنشر بنية تحتية للذكاء الاصطناعي، يحدد اختيار PDU ما إذا كانت استثمارات GPU المكلفة ستحقق الاستخدام الكامل أم ستواجه اختناقات في توصيل الطاقة.
أعباء عمل الذكاء الاصطناعي تحول متطلبات PDU
عملت مراكز البيانات التقليدية بقدرة 20-30 كيلوواط لكل خزانة. تتطلب مجموعات تدريب الذكاء الاصطناعي خزائن بقدرة 40-60 كيلوواط. تتطلب نماذج اللغة الكبيرة 70 كيلوواط على الأقل.⁷ تستهلك تطبيقات الحوسبة الفائقة للأمن القومي وأبحاث الذكاء الاصطناعي 100 كيلوواط أو أكثر.⁸ يغير هذا التصاعد بشكل جوهري مواصفات PDU.
شدة تيار أعلى تصبح إلزامية. وحدات PDU المصممة للكثافة العالية تستوعب 100 أمبير وما فوق، مع أعداد أعلى من القواطع والصمامات لتوصيل طاقة أكبر على أساس كل منفذ.⁹ وحدات PDU القياسية بقدرة 30 أمبير أو 60 أمبير لا يمكنها دعم خوادم GPU الحديثة بغض النظر عن المواصفات الأخرى.
توزيع ثلاثي الطور يحسن توصيل الطاقة العالية. كل طور يعمل بمسار تيار خاص به، مما يقلل الضغط على الأسلاك ويمكّن من استخدام موصلات أصغر وأكثر فعالية من حيث التكلفة.¹⁰ كما تحسن التكوينات ثلاثية الطور معامل القدرة وتقلل التشوه التوافقي مقارنة بالبدائل أحادية الطور.
تحمل درجات الحرارة يعالج التحديات الحرارية. تعمل وحدة Vertiv PowerIT PDU في درجات حرارة تصل إلى 140 درجة فهرنهايت (60 درجة مئوية) ورطوبة تصل إلى 95%، وهو أمر حاسم لعمليات النشر عالية الكثافة حيث يكافح التبريد للحفاظ على نطاقات الراحة التقليدية.¹¹
توزيع الجهد المتوسط يظهر للكثافات القصوى. لتخطيطات الخزائن بقدرة 100-300 كيلوواط، النهج الأكثر كفاءة هو توصيل الجهد المتوسط مباشرة إلى وحدات PDU في صف الخزانة.¹² يقلل توزيع الجهد الأعلى التيار، مما يمكّن من التبريد الهوائي والبنية التحتية الأخف مقارنة بالأساليب التقليدية.¹³
معماريات التيار المستمر عالي الجهد تكتسب زخماً. توزيع HVDC بجهد 600-800 فولت يقلل مراحل التحويل ويحسن الكفاءة.¹⁴ الحفاظ على الطاقة للخزانة عند 400 فولت يلغي فعلياً جميع خسائر النقل مقارنة بخسارة 4% من تحويل 480 فولت إلى 208 فولت/120 فولت.¹⁵
قدرات مراقبة PDU الذكية
تقدم وحدات PDU الذكية الحديثة أكثر بكثير من مجرد توزيع الطاقة. فهي تقيس وتحلل وتُبلغ عن استهلاك الطاقة في الوقت الفعلي، محولة من مكونات سلعية إلى منصات بنية تحتية استراتيجية.¹⁶
مراقبة الطاقة الدقيقة توفر رؤية لاستهلاك مستوى الخزانة. توفر وحدات PDU الذكية مراقبة للتيار (أمبير) والجهد والطاقة (كيلو فولت أمبير، كيلوواط) ومعامل القدرة واستهلاك الطاقة (كيلوواط ساعة) بدقة ±1%.¹⁷ تمكّن هذه الدقة من تخطيط السعة الدقيق وحسابات إعادة التوزيع.
تحليل جودة الطاقة يحدد المشاكل المحتملة قبل أن تسبب انقطاعات. بيانات الجهد والتوافقيات ومعاملات القمة ومعامل القدرة تكشف عن الشذوذ الذي قد يجهد المعدات أو يشير إلى مكونات معطلة.¹⁸ الكشف المبكر يمنع التوقف غير المخطط له المكلف.
المراقبة البيئية تمتد إلى ما وراء الطاقة. أجهزة الاستشعار المدمجة تتتبع درجة الحرارة والرطوبة على مستوى الخزانة، وتطلق تنبيهات فورية عندما تتجاوز الظروف العتبات.¹⁹ توفر الرؤية الدقيقة مكملة لأنظمة البيئة على مستوى المنشأة.
تكامل DCIM يخلق رؤية موحدة للبنية التحتية. تغذي وحدات PDU الذكية البيانات في أنظمة إدارة البنية التحتية لمراكز البيانات، مما يربط استهلاك الطاقة بأعباء العمل الحسابية والظروف البيئية واستخدام السعة.²⁰ يمكّن هذا التكامل من التحسين القائم على البيانات عبر المنشأة بأكملها.
الإدارة عن بُعد تقلل من عبء التشغيل. تمكّن وحدات PDU المحولة من إعادة تشغيل الطاقة عن بُعد للمنافذ الفردية، مما يقلل من الزيارات الميدانية لعمليات إعادة التشغيل البسيطة. تثبت هذه القدرة قيمتها بشكل خاص لعمليات النشر على الحافة والمنشآت البعيدة.
يتطلب توجيه الاتحاد الأوروبي لكفاءة الطاقة الآن مراقبة شاملة للطاقة في جميع مباني مراكز البيانات الجديدة.²¹ تجبر لوائح مماثلة في أمريكا الشمالية وآسيا والمحيط الهادئ المشغلين على استبدال وحدات PDU الأساسية بإصدارات المراقبة الذكية.²² تسرع المتطلبات التنظيمية الانتقال من وحدات PDU السلعية إلى منصات المراقبة.
اعتبارات توزيع 415 فولت مقابل 480 فولت
يؤثر اختيار الجهد على الكفاءة والتكلفة والتوافق في جميع أنحاء سلسلة الطاقة. تعتمد مناطق مختلفة معايير جهد مختلفة، لكن عمليات نشر الذكاء الاصطناعي تقيّم بشكل متزايد بدائل للمعايير المحلية التقليدية.
توزيع 480 فولت يمثل النهج الأمريكي التقليدي. يدخل التيار ثلاثي الطور 480 فولت مراكز البيانات ويتحول إلى 208 فولت/120 فولت من خلال محولات خفض.²³ يسبب هذا التحويل ما يقرب من 4% خسارة في النقل.²⁴ بعض مراكز البيانات الكبيرة، بما في ذلك Google، توزع التيار المتردد 480 فولت مباشرة إلى الخزائن مع مقومات ثلاثية الطور تحول إلى تيار مستمر داخل الخزانة، مما يلغي خسائر التحويل الوسيطة.²⁵
توزيع 415 فولت يسود خارج الولايات المتحدة. يمكن للمنشآت الأمريكية التحويل إلى 415 فولت على مستوى UPS، محققة كفاءة 85-90% حسب الحمل.²⁶ يمكّن هذا الجهد من التوزيع المباشر 240 فولت أحادي الطور إلى الخوادم.
كفاءة 240 فولت مقابل 120 فولت الفروقات تتراكم على نطاق واسع. عند 240 فولت، تعمل مصادر طاقة الخادم النموذجية بكفاءة 85.5%. عند 120 فولت، تنخفض الكفاءة إلى 82%، فرق كامل بنسبة 3.5%.²⁷ مقارنة 208 فولت مع 240 فولت تظهر فجوة كفاءة 1.5%.²⁸ لعمليات النشر بمقياس الميجاواط، تترجم هذه النقاط المئوية إلى وفورات كبيرة في الطاقة والتبريد.
اعتبارات المحولات تفضل الجهد الأعلى. محول تنحي ذاتي 277/480 فولت إلى 240/415 فولت أصغر بنسبة 90% وأقل تكلفة من محولات عزل PDU 120/208 فولت.²⁹ إلغاء محولات PDU الكبيرة يقلل متطلبات التبريد واستهلاك مساحة الأرضية.
ABB MegaFlex 415V UPS أُطلق في يونيو 2025 خصيصاً لمراكز بيانات الاستضافة المشتركة والهجينة والفائقة النطاق والسحابة الجديدة.³⁰ يكمل المنتج ABB MegaFlex 480V، مما يمنح المشغلين خيارات مرنة لمتطلبات النشر المختلفة.³¹
يجب على المؤسسات التي تخطط لعمليات نشر جديدة تقييم توزيع 415 فولت لمكاسب الكفاءة، بينما قد تجد الترقيات للمنشآت القائمة أن 480 فولت أكثر عملية نظراً للبنية التحتية الموجودة.
الشركات المصنعة الرائدة لوحدات PDU لأعباء عمل الذكاء الاصطناعي
يتركز المشهد التنافسي بين عدد قليل من البائعين الرئيسيين، مع هيمنة Schneider Electric وVertiv على حصة السوق العالمية بفارق عُشر نقطة مئوية فقط وفقاً لمجموعة Dell'Oro.³²
Vertiv PowerIT rack PDU أُطلق في عام 2025 مستهدفاً بشكل خاص أعباء عمل الذكاء الاصطناعي والحوسبة عالية الأداء. يوفر النظام إدارة طاقة متقدمة وتكوينات مرنة ومكونات داخلية محسنة للموثوقية على نطاق واسع.³³ توزيع ثلاثي الطور في كل من تكوينات 208 فولت Delta و240/415 فولت WYE يوزع الحمل الكهربائي بالتساوي عبر الأطوار.³⁴ تحمل درجة حرارة التشغيل إلى 60 درجة مئوية وتحمل الرطوبة إلى 95% يعالجان بيئات النشر عالية الكثافة.³⁵
Schneider Electric NetShelter Rack PDU Advanced تم تحديثه لدعم احتياجات الطاقة العالية لخوادم الذكاء الاصطناعي. توفر الطرز الرأسية والأفقية المدمجة أعداداً أعلى من الدوائر المخصصة لتخطيطات الخزائن الفعالة.³⁶ طورت Schneider نظام خزانة يدعم بشكل خاص NVIDIA GB200 NVL72، يتكامل في أنظمة NVIDIA HGX وMGX لأول مرة.³⁷
Server Technology (علامة تجارية من Legrand) تركز على حلول PDU الذكية للخزائن مع قدرات التبديل التي تمكّن من إدارة الطاقة الدقيقة. تؤكد الشركة على الكفاءة لعمليات النشر عالية الكثافة وتوفر قدرات مراقبة واسعة.
Raritan (أيضاً Legrand) توفر منصات PDU ذكية مع مراقبة بيئية متكاملة وقدرات تكامل DCIM. تقدم الشركة وثائق واسعة حول استراتيجيات تحسين توزيع الطاقة.
Eaton تنافس عبر كامل مجموعة البنية التحتية للطاقة، مع حلول PDU متكاملة في أنظمة UPS وإدارة الطاقة الأوسع. تشارك الشركة في السوق الأوروبية حيث يُتوقع أن تصل إيرادات PDU وPSU إلى 20.05 مليار دولار بحلول عام 2035.³⁸
تحديد حجم وحدات PDU لتكوينات خزائن الذكاء الاصطناعي
يتطلب تحديد حجم PDU المناسب فهم متطلبات الطاقة القصوى والمستدامة عبر دورة حياة المعدات.
استهلاك طاقة خادم GPU يستمر في التصاعد. تستهلك خوادم الذكاء الاصطناعي الحالية 30 كيلوواط مقارنة بـ 8 كيلوواط للخوادم التقليدية.³⁹ تدفع أنظمة الجيل التالي إلى مستويات أعلى مع تجاوز TDP للشرائح 1,000 واط.
تكوينات التكرار تؤثر على إجمالي متطلبات سعة PDU. يضاعف التكرار N+1 أو 2N أو أكثر عدد دوائر PDU المطلوبة. خطط للسعة بناءً على استراتيجية التكرار بدلاً من تصنيفات لوحة الاسم للمعدات فقط.
هامش النمو المستقبلي يمنع الاستبدال المبكر للبنية التحتية. نشر وحدات PDU بحجم المتطلبات الحالية يخاطر بالسعة المعطلة عند ترقية الخوادم إلى طرز ذات طاقة أعلى. توصي إرشادات الصناعة بتحديد الحجم لنمو كثافة الخزانة المتوقع على مدى عمر النشر.
أنواع وأعداد المنافذ يجب أن تتطابق مع متطلبات المعدات. تستخدم خوادم GPU المختلفة تكوينات مدخل طاقة مختلفة. تحقق من تطابق أنواع منافذ PDU مع متطلبات الخادم قبل الشراء.
تخصيص الدوائر يتطلب تخطيطاً دقيقاً. تقلل أعداد المنافذ الأعلى لكل PDU عدد الوحدات المطلوبة لكنها قد تركز مخاطر الفشل. وازن بين التوحيد واعتبارات نطاق الخطأ.
تتوقع الوكالة الدولية للطاقة أن يرتفع استهلاك الكهرباء في مراكز البيانات من 415 تيراواط ساعة في عام 2024 إلى 945 تيراواط ساعة بحلول عام 2030.⁴⁰ يجب أن تتوسع البنية التحتية لـ PDU المنشورة اليوم وفقاً لهذا المسار.
اعتبارات التركيب والتشغيل
يمتد نشر PDU المناسب إلى ما وراء اختيار المنتج ليشمل ممارسات التركيب والإجراءات التشغيلية.
التركيب الرأسي مقابل الأفقي يؤثر على استخدام مساحة الخزانة. تحافظ وحدات PDU الرأسية في تكوينات صفر-U على مساحة الخزانة الكاملة للمعدات. تستهلك وحدات PDU الأفقية وحدات خزانة لكنها قد تبسط توجيه الكابلات في تكوينات معينة.
تكامل إدارة الكابلات يمنع عرقلة تدفق الهواء. يؤثر وضع PDU على كيفية توجيه كابلات الطاقة عبر الخزانة. خطط لموقع PDU جنباً إلى جنب مع استراتيجية إدارة الكابلات بدلاً من معاملتها كقرارات منفصلة.
موازنة الأطوار تعظم استخدام السعة. الأحمال غير المتوازنة عبر وحدات PDU ثلاثية الطور تقلل السعة المتاحة ويمكن أن تطلق حماية التيار الزائد على الأطوار ذات الحمل الثقيل بينما تبقى الأطوار الأخرى غير مستخدمة بشكل كافٍ.
إنشاء خط أساس للمراقبة يمكّن من اكتشاف الشذوذ. قم بتكوين مراقبة PDU الذكية فوراً عند النشر لإنشاء خطوط أساس التشغيل العادية. يتطلب اكتشاف الشذوذ بيانات تاريخية للمقارنة.
إدارة البرنامج الثابت تضمن الأمان والوظائف. تعمل وحدات PDU الذكية على برنامج ثابت يتطلب تحديثات دورية. قم بتضمين البرنامج الثابت لـ PDU في عمليات إدارة الثغرات والتصحيح المنتظمة.
[شبكة Introl العالمية
[تم اقتطاع المحتوى للترجمة]
