Блоки розподілу живлення: PDU високої щільності для інфраструктури дата-центрів ШІ

Оновлено 11 грудня 2025 року

Оновлення грудня 2025: Щільність потужності стійок зростає з 8,2 кВт (середній показник 2020 року) до 500-1000 кВт для розгортання AI Factory. Глобальний ринок PDU зростає з $2,2 млрд (2024) до $3,2 млрд до 2030 року. Системи шинопроводів розширюються на 40%+ щорічно — найшвидше зростаючий сегмент фізичної інфраструктури дата-центрів. PDU на 100A+ обов'язкові для сучасних GPU-серверів. Розподіл HVDC на 600-800В набирає популярності завдяки ефективності.

Щільність потужності стійок зросла з середнього показника 8,2 кВт у 2020 році до прогнозованих 500-1000 кВт для розгортання AI Factory.¹ GPU, такі як NVIDIA Blackwell B100 і B200, перетинають поріг 1000 Вт на чіп, підштовхуючи потужність стійки за межі 100 кВт і наближаючись до 1 МВт у деяких конфігураціях.² Скромний блок розподілу живлення еволюціонував від простого подовжувача до платформи з багатьма сенсорами, що надає практичну інформацію, операційну стійкість та гнучкість, необхідну для ери ШІ.³

Глобальний ринок PDU виріс з $2,2 мільярда у 2024 році до прогнозованих $3,2 мільярда до 2030 року зі середньорічним темпом зростання 6,4%, при цьому впровадження інтелектуальних PDU прискорюється, оскільки робочі навантаження ШІ та машинного навчання вимагають вищих потужностей.⁴ Allied Market Research прогнозує, що ширший ринок досягне $7,9 мільярда до 2030 року.⁵ Розподіл живлення став найшвидше зростаючим сегментом фізичної інфраструктури дата-центрів, з системами шинопроводів, що розширюються більш ніж на 40% щорічно.⁶ Для організацій, що розгортають інфраструктуру ШІ, вибір PDU визначає, чи досягнуть дорогі інвестиції в GPU повного використання, чи стануть вузьким місцем через подачу живлення.

Робочі навантаження ШІ трансформують вимоги до PDU

Традиційні дата-центри працювали на 20-30 кВт на стійку. Кластери для навчання ШІ вимагають стійок на 40-60 кВт. Великі мовні моделі потребують щонайменше 70 кВт.⁷ Застосування суперкомп'ютерів для національної безпеки та досліджень ШІ споживають 100 кВт і більше.⁸ Це зростання фундаментально змінює специфікації PDU.

Вищий ампераж стає обов'язковим. PDU, розроблені для високої щільності, підтримують 100A і вище, з більшою кількістю автоматичних вимикачів і запобіжників, що забезпечують більше живлення на кожну розетку.⁹ Стандартні PDU на 30A або 60A не можуть підтримувати сучасні GPU-сервери незалежно від інших специфікацій.

Трифазний розподіл оптимізує подачу високої потужності. Кожна фаза працює зі своїм власним шляхом струму, знижуючи навантаження на проводку та дозволяючи використовувати менші, економічно вигідні провідники.¹⁰ Трифазні конфігурації також покращують коефіцієнт потужності та зменшують гармонічні спотворення порівняно з однофазними альтернативами.

Температурна стійкість вирішує теплові проблеми. PDU Vertiv PowerIT працює при температурах до 140°F (60°C) і вологості до 95%, що критично важливо для розгортань високої щільності, де системи охолодження не справляються з підтримкою традиційних комфортних діапазонів.¹¹

Розподіл середньої напруги з'являється для екстремальних щільностей. Для компонувань стійок на 100-300 кВт найефективніший підхід — подавати середню напругу безпосередньо до PDU на ряді стійок.¹² Розподіл вищої напруги зменшує струм, дозволяючи повітряне охолодження та легшу інфраструктуру порівняно з традиційними підходами.¹³

Архітектури постійного струму високої напруги набирають популярності. Розподіл HVDC на 600-800В зменшує етапи перетворення та підвищує ефективність.¹⁴ Підтримка живлення стійки на 400В практично усуває всі втрати при передачі порівняно з 4% втратами від перетворення 480В до 208В/120В.¹⁵

Можливості моніторингу інтелектуальних PDU

Сучасні інтелектуальні PDU забезпечують набагато більше, ніж просто розподіл живлення. Вони вимірюють, аналізують та звітують про споживання електроенергії в реальному часі, трансформуючись із звичайних компонентів у стратегічні інфраструктурні платформи.¹⁶

Детальний моніторинг живлення забезпечує видимість споживання на рівні стійки. Інтелектуальні PDU пропонують моніторинг струму (ампери), напруги, потужності (кВА, кВт), коефіцієнта потужності та споживання енергії (кВт·год) з точністю ±1%.¹⁷ Ця точність дозволяє здійснювати точне планування потужностей та розрахунки відшкодування витрат.

Аналіз якості живлення виявляє потенційні проблеми до того, як вони спричинять збої. Дані про напругу, гармоніки, пік-фактори та коефіцієнт потужності виявляють аномалії, які можуть навантажувати обладнання або вказувати на несправні компоненти.¹⁸ Раннє виявлення запобігає дорогим незапланованим простоям.

Екологічний моніторинг виходить за межі живлення. Вбудовані сенсори відстежують температуру та вологість на рівні стійки, негайно запускаючи сповіщення, коли умови перевищують порогові значення.¹⁹ Детальна видимість доповнює системи екологічного моніторингу рівня об'єкта.

Інтеграція DCIM створює єдину видимість інфраструктури. Інтелектуальні PDU передають дані в системи управління інфраструктурою дата-центру, співставляючи споживання електроенергії з обчислювальними навантаженнями, екологічними умовами та використанням потужностей.²⁰ Ця інтеграція забезпечує оптимізацію на основі даних по всьому об'єкту.

Віддалене управління зменшує операційні витрати. Комутовані PDU дозволяють віддалено перезавантажувати окремі розетки, зменшуючи виїзди техніків для простих операцій перезапуску. Ця можливість особливо цінна для периферійних розгортань та віддалених об'єктів.

Директива Європейського Союзу з енергоефективності тепер вимагає всебічного моніторингу живлення у всіх нових будівництвах дата-центрів.²¹ Подібні нормативи в Північній Америці та Азійсько-Тихоокеанському регіоні змушують операторів замінювати базові PDU на версії з інтелектуальним моніторингом.²² Регуляторні вимоги прискорюють перехід від звичайних PDU до платформ з моніторингом.

Розгляд розподілу 415В проти 480В

Вибір напруги впливає на ефективність, вартість та сумісність по всьому ланцюгу живлення. Різні регіони стандартизують різні напруги, але розгортання ШІ все частіше оцінюють альтернативи традиційним місцевим стандартам.

Розподіл 480В представляє традиційний підхід США. Трифазна 480В надходить до дата-центрів і перетворюється на 208В/120В через понижуючі трансформатори.²³ Перетворення спричиняє приблизно 4% втрат при передачі.²⁴ Деякі великі дата-центри, включаючи Google, розподіляють 480В змінного струму безпосередньо до стійок з трифазними випрямлячами, що перетворюють на постійний струм всередині стійки, усуваючи проміжні втрати на перетворення.²⁵

Розподіл 415В переважає за межами Сполучених Штатів. Об'єкти США можуть перетворювати на 415В на рівні ДБЖ, досягаючи ефективності 85-90% залежно від навантаження.²⁶ Ця напруга дозволяє пряме однофазне розподілення 240В до серверів.

Різниця в ефективності 240В проти 120В накопичується в масштабі. При 240В типові серверні блоки живлення працюють з ефективністю 85,5%. При 120В ефективність падає до 82%, повна різниця в 3,5%.²⁷ Порівняння 208В з 240В показує розрив в ефективності 1,5%.²⁸ Для розгортань мегаватного масштабу ці відсоткові пункти перетворюються на значну економію електроенергії та охолодження.

Розгляд трансформаторів сприяє вищим напругам. Понижуючий автотрансформатор 277/480В до 240/415В на 90% менший за розміром і коштує дешевше, ніж ізоляційні трансформатори PDU 120/208В.²⁹ Усунення великих трансформаторів PDU зменшує вимоги до охолодження та споживання площі.

ABB MegaFlex 415В ДБЖ запущений у червні 2025 року спеціально для колокейшн, гібридних, гіперскейл та neocloud дата-центрів.³⁰ Продукт доповнює ABB MegaFlex 480В, надаючи операторам гнучкі варіанти для різних вимог розгортання.³¹

Організаціям, що планують нові об'єкти, слід оцінити розподіл 415В для підвищення ефективності, тоді як модернізація існуючих об'єктів може вважати 480В більш практичним з огляду на наявну інфраструктуру.

Провідні виробники PDU для робочих навантажень ШІ

Конкурентне середовище сконцентроване серед кількох великих постачальників, при цьому Schneider Electric і Vertiv домінують на глобальній частці ринку, розділені лише десятою частиною відсоткового пункту за даними Dell'Oro Group.³²

Vertiv PowerIT стійковий PDU запущений у 2025 році спеціально для робочих навантажень ШІ та HPC. Система забезпечує розширене управління живленням, гнучкі конфігурації та покращені внутрішні компоненти для надійності в масштабі.³³ Трифазний розподіл в конфігураціях як 208В Delta, так і 240/415В WYE рівномірно розподіляє електричне навантаження по фазах.³⁴ Стійкість до робочої температури до 60°C і вологості до 95% вирішує проблеми середовища розгортань високої щільності.³⁵

Schneider Electric NetShelter Rack PDU Advanced оновлений для підтримки потреб у високому струмі серверів ШІ. Компактні вертикальні та горизонтальні моделі пропонують більшу кількість виділених ланцюгів для ефективного компонування стійок.³⁶ Schneider розробила стійкову систему, що спеціально підтримує NVIDIA GB200 NVL72, вперше інтегруючись в екосистеми NVIDIA HGX та MGX.³⁷

Server Technology (бренд Legrand) фокусується на рішеннях інтелектуальних стійкових PDU з комутованими можливостями, що забезпечують детальне управління живленням. Компанія робить акцент на ефективності для розгортань високої щільності та пропонує розширені можливості моніторингу.

Raritan (також Legrand) надає платформи інтелектуальних PDU з інтегрованим екологічним моніторингом та можливостями інтеграції DCIM. Компанія пропонує розширену документацію щодо стратегій оптимізації розподілу живлення.

Eaton конкурує по всьому стеку інфраструктури живлення, з рішеннями PDU, що інтегруються в ширші екосистеми ДБЖ та управління живленням. Компанія бере участь на європейському ринку, де прогнозується, що дохід від PDU та PSU досягне $20,05 мільярда до 2035 року.³⁸

Підбір розмірів PDU для конфігурацій стійок ШІ

Правильний підбір розмірів PDU вимагає розуміння як пікових, так і стійких вимог до живлення протягом життєвого циклу обладнання.

Споживання електроенергії GPU-серверами продовжує зростати. Поточні сервери ШІ споживають 30 кВт порівняно з 8 кВт для звичайних серверів.³⁹ Системи наступного покоління підштовхують ще вище, оскільки TDP чіпів перевищує 1000 Вт.

Конфігурації резервування впливають на загальні вимоги до потужності PDU. Резервування N+1 або 2N подвоює або більше кількість необхідних ланцюгів PDU. Плануйте потужність на основі стратегії резервування, а не лише на основі номінальних характеристик обладнання.

Запас на майбутнє зростання запобігає передчасній заміні інфраструктури. Розгортання PDU, розмірених під поточні вимоги, ризикує залишити невикористану потужність, коли сервери оновлюються до моделей з вищим споживанням. Галузеві рекомендації пропонують розмірювати з урахуванням очікуваного зростання щільності стійок протягом терміну експлуатації.

Типи та кількість розеток повинні відповідати вимогам обладнання. Різні GPU-сервери використовують різні конфігурації силових вводів. Перевірте, чи типи розеток PDU відповідають вимогам серверів перед закупівлею.

Розподіл ланцюгів вимагає ретельного планування. Більша кількість розеток на PDU зменшує кількість необхідних пристроїв, але може концентрувати ризик відмови. Збалансуйте консолідацію з міркуваннями щодо зон відмов.

Міжнародне енергетичне агентство прогнозує, що споживання електроенергії дата-центрами зросте з 415 ТВт·год у 2024 році до 945 ТВт·год до 2030 року.⁴⁰ Інфраструктура PDU, розгорнута сьогодні, повинна масштабуватися для цієї траєкторії.

Міркування щодо встановлення та експлуатації

Правильне розгортання PDU виходить за межі вибору продукту до практик встановлення та операційних процедур.

Вертикальне проти горизонтального монтування впливає на використання простору стійки. Вертикальні PDU в конфігураціях zero-U зберігають повний простір стійки для обладнання. Горизонтальні PDU займають юніти стійки, але можуть спростити прокладання кабелів у певних конфігураціях.

Інтеграція кабельного менеджменту запобігає перешкоджанню повітряному потоку. Розміщення PDU впливає на те, як силові кабелі прокладаються через стійку. Плануйте розташування PDU разом зі стратегією кабельного менеджменту, а не розглядайте їх як окремі рішення.

Балансування фаз максимізує використання потужності. Незбалансовані навантаження по трифазних PDU зменшують доступну потужність і можуть активувати захист від перевантаження на сильно навантажених фазах, тоді як інші фази залишаються недовикористаними.

Встановлення базової лінії моніторингу дозволяє виявляти аномалії. Налаштуйте моніторинг інтелектуальних PDU одразу після розгортання для встановлення нормальних базових показників роботи. Виявлення аномалій вимагає історичних даних для порівняння.

Управління прошивкою забезпечує безпеку та функціональність. Інтелектуальні PDU працюють на прошивці, яка потребує періодичних оновлень. Включіть прошивку PDU до регулярних процесів управління вразливостями та встановлення патчів.

[Глобальна мережа Introl

[Вміст скорочено для перекладу]