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基于以上优势,斯达沃认为EDLC和LIC在AI服务器中主要有以下三种关键应用模式:
板级峰值功率辅助(Peak Power Shaving / Decoupling)
位置: 直接放置在GPU或CPU的电源输入附近(On-Board)。
作用: 当GPU计算负载突然加大,导致电流需求瞬间飙升时,主板上的去耦电容(MLCC等)会首先响应,但其能量有限。此时,就近安装的超级电容组(通常是小型的EDLC)作为一个“能量水库”,立即释放电流,弥补了GPU电源响应延迟带来的“空窗期”,稳定了GPU的供电电压。
类比: 像一个“稳压器”或“电子减震器”,专门吸收和补偿瞬时功率波动。
技术选择: 由于响应速度要求极快(纳秒到微秒级),EDLC在此场景更具优势。
服务器级备用电源(Server-Level Holdup Power)
位置: 位于服务器主板或电源模块中,作为48V或12V总线上的后备电源。
作用: 当发生市电瞬间中断(几个到几百个毫秒)或机房电源切换时,锂电池UPS来不及响应。此时,由超级电容(通常是LIC或大容量EDLC)构成的备用电源系统可以立即接管,为整个服务器提供足够的能量,使其能够完成关键操作或将数据保存到非易失性存储器中,实现“优雅关机”或坚持到UPS启动。
技术选择: 由于需要提供秒级的能量,且对体积有一定要求,LIC因其更高的能量密度和电压,在此场景更具集成优势。
数据中心供电系统优化
在更大的范围内,超级电容可以集成到机架电源分配单元(PDU)或整个数据中心的直流供电系统中,用于平滑整个机架的负载波动,提高供电质量和对电网的友好度。
成本: 超级电容,尤其是LIC,的单位成本仍然高于传统电解电容和部分电池方案。
能量密度: 尽管LIC有所提升,但其能量密度仍远低于锂电池,无法支持长时间断电。
系统设计复杂性: 将超级电容高效、安全地集成到高密度服务器中,需要精密的电源管理电路(BMS/PCU)和热设计。
未来趋势:
与锂电池协同工作: 未来最可能的架构是“超级电容 + 锂电池”的混合系统。超级电容负责应对瞬时高频峰值,锂电池负责提供分钟/小时级的长时间备份,二者取长补短。
48V直流供电系统的普及: AI服务器对功率需求越来越高,48V架构成为趋势。这为工作电压更高的LIC提供了绝佳的应用平台。
技术融合: 未来可能会出现能量密度更高、功率特性更好的新型储能器件,进一步模糊超级电容和电池的界限。
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