Las cargas de trabajo de computación de alto rendimiento (High-Performance Computing, HPC) están en una trayectoria ascendente y no muestran signos de desaceleración a corto plazo. Bloomberg informa que la IA generativa está preparada para ser un negocio de 1,3 billones de dólares para 2032, mientras que las mejoras en GPU han aumentado mil veces el rendimiento de TI en tan solo 10 años, con avances que superan rápidamente los lanzamientos anteriores en intervalos más cortos.
A medida que aumentan las cargas de trabajo, los operadores de centros de datos también se enfrentan a desafíos por mayores fluctuaciones energéticas debido al pico en la demanda de energía. Esto nos impulsa a innovar en la alimentación del centro de datos para dar soporte de forma eficiente a las cargas de trabajo de HPC.
Un suministro eléctrico fiable empieza por garantizar un sistema de alimentación fiable y un funcionamiento continuo. Entre los elementos del sistema de alimentación, los sistemas de alimentación ininterrumpida (SAI) son esenciales para la fiabilidad, la protección contra interrupciones de alimentación, la entrega sin problemas de electricidad al equipamiento de TI y el mantenimiento de la eficiencia operativa.
Comprender el sistema de alimentación del centro de datos para la IA
El sistema de alimentación (consultar la Figura 1) es una estructura de distribución eléctrica desde la alimentación de la red hasta el equipamiento de TI que comprende switchgears, SAI, unidades de distribución eléctrica (PDU) y otros componentes críticos. Estas tecnologías trabajan conjuntamente para suministrar electricidad a los centros de datos.
Figura 1. Diagrama del sistema de alimentación
Un sistema integrado promueve el máximo tiempo de actividad, ofreciendo alimentación eléctrica fiable y soluciones de autonomía para proteger contra cortes de energía y mantener el funcionamiento continuo. Para comprender el rendimiento de esta configuración, exploremos el flujo de electricidad y examinemos cómo cada tecnología contribuye a la función general:
- Red de suministro o fuente de energía renovable: de aquí proviene la alimentación eléctrica para la infraestructura del centro de datos.
- Switch de transferencia automática: Conmuta sin problemas a fuentes de energía de backup en caso de fallo de la alimentación principal, garantizando una operación continua. Además del SAI, estas fuentes de energía de backup incluyen:
- Fuel cells: funcionan con hidrógeno y pueden actuar como fuentes de alimentación eléctrica primaria o redundante.
- Baterías de larga duración: Ofrecen mayor capacidad de potencia y resiliencia que las baterías de SAI tradicionales.
- Switchgear crítico Es la primera línea de defensa contra fallos externos, como fluctuaciones de tensión en la red de suministro o cortocircuitos, y dirige la alimentación a la red del centro de datos. También actúa como medida de seguridad crítica, aislando el equipamiento durante las tareas de mantenimiento o reparaciones.
- SAI: proporciona backup de alimentación crítica durante cortes de suministro. También sirve como búfer, filtrando fluctuaciones o picos de tensión procedentes de la red. Recurre al sistema de almacenamiento de energía en batería (BESS) cuando la red eléctrica deja de funcionar.
- BESS: reduce la potencia y suaviza las variaciones de suministro a corto plazo. Al igual que el SAI, también puede almacenar energía como reserva para un área localizada.
- Interruptores de transferencia estáticos: proporcionan una transferencia inmediata de cargas eléctricas entre fuentes de alimentación, manteniendo así una alimentación eléctrica continua y fiable.
- Unidades de distribución eléctrica (PDU) y panel remoto: distribuyen la alimentación eléctrica de forma eficiente a varios nodos informáticos y sistemas de almacenamiento.
- Bus de barras y PDU para rack: suministran energía al equipamiento de TI y satisfacen con precisión la demanda de los recursos informáticos instalados.
Las cargas de trabajo de la IA están remodelando la dinámica de la alimentación eléctrica en TI y agregan nuevos retos a la capacidad de la red y mayor complejidad operativa. A pesar del aumento en las densidades de los racks, las tecnologías e infraestructura de alimentación eléctrica de los centros de datos siguen siendo las mismas. Esta situación desafía a los propietarios y operadores de centros de datos para garantizar que todos los activos del power train suministren alimentación eléctrica sin problemas desde la red de suministro a los componentes críticos de toda la infraestructura.
El SAI es crucial para mitigar interrupciones durante los cortes de energía, garantizando un flujo de electricidad continuo y fiable. Elegir el sistema SAI correcto puede ayudar a los operadores de centros de datos a gestionar la carga de energía que plantean las aplicaciones de HPC.
Cómo gestiona el SAI la carga de IA y HPC
El SAI es la columna vertebral del power train del centro de datos y desempeña un papel indispensable en la estabilización de la entrega de alimentación eléctrica. Los SAIs garantizan que las tareas informáticas críticas puedan continuar sin interrupciones, mitigando las fluctuaciones en la alimentación y proporcionando autonomía inmediata durante los cortes.
Suministra una alimentación eléctrica constante y equilibrada
Los SAIs trifásicos pueden proporcionar de forma sistemática niveles más altos de alimentación eléctrica equilibrada. Cada corriente de un sistema trifásico está separada por 120 grados (consultar la Figura 2), lo que garantiza que cuando una fase alcanza su pico, las otras dos siguen proporcionando alimentación eléctrica, evitando una caída de la entrega.
Figura 2. Sistemas de alimentación trifásica de CA
Por otro lado, las fases portadoras de corriente de los sistemas de alimentación monofásica de CA tienen siempre una separación de 180 grados (consultar la Figura 3). En consecuencia, hay ciclos en los que no se suministra energía a la carga, por lo que solo resulta apto para aplicaciones domésticas y comerciales ligeras en términos de un suministro de energía digno.
Figura 3. Corriente alterna (CA) monofásica
Las capacidades del sistema trifásico de suministrar alimentación eléctrica de forma constante sin interrupciones lo convierten en una opción ideal para aplicaciones de computación de alta potencia. La entrega de alimentación eléctrica constante y equilibrada puede dar soporte a las demandas a menudo fluctuantes de las cargas de trabajo de AI sin comprometer el rendimiento ni causar daños al equipamiento crítico. También permite una mejor utilización de la energía, reduciendo el desperdicio y aumentando la eficiencia.
Los SAIs trifásicos grandes de Vertiv utilizan algoritmos de control de inversor avanzado que muestrean y neutralizan de forma activa los armónicos activos presentes en las cargas, abordando los retos que plantean las cargas de AI “con picos” y su alto contenido de armónicos. Estas soluciones garantizan un suministro eléctrico más limpio, mejorando el rendimiento y la fiabilidad de sistemas que ejecutan complejas cargas de trabajo de IA.
Habilita energía de CA continua y de alta calidad
Los SAIs online doble conversión proporcionan energía de CA continua y de alta calidad, fundamental para operaciones fluidas de TI. La conversión entre CA y CC protege estos sistemas contra problemas de tensión y evita daños en el equipamiento. Además, presentan un sólido bypass interno que reduce el riesgo de tiempo de inactividad durante fallos o tareas de mantenimiento.
Los SAIs online aíslan las cargas críticas de las irregularidades en el suministro eléctrico, protegiendo contra todos los problemas de alimentación y garantizando que los sistemas de IA funcionen con energía limpia y estable. Su capacidad de mantener una salida de onda sinusoidal perfecta y proporcionar tiempo de transferencia cero a la batería durante los cortes es fundamental para evitar la pérdida de datos y garantizar operaciones ininterrumpidas.
La integración de la tecnología de refrigeración líquida en los sistemas SAI es crucial para garantizar un suministro eléctrico continuo, que resulta vital para las cargas mecánicas en la distribución de refrigerante. Los sistemas de refrigeración fiables mantienen temperaturas óptimas para el equipamiento y las instalaciones. Con sistemas SAI mejorados, los operadores de centros de datos pueden garantizar que los mecanismos de refrigeración continúen sin interrupciones durante los fallos de alimentación, haciendo hincapié en la necesidad de una alimentación constante en entornos de computación de alta densidad.
Una transición sin problemas a soluciones de almacenamiento de energía
Los sistemas SAI de red interactiva funcionan con tecnologías de almacenamiento de energía como BESS para ayudar a gestionar las necesidades de electricidad de las aplicaciones de IA. Siempre garantizan la alimentación eléctrica, incluso durante cortes de energía o en momentos de alta demanda. Con capacidades de reserva de frecuencia rápida (FFR), las unidades SAI responden rápidamente a las fluctuaciones de suministro y demanda, lo cual permite una transición fluida y sin interrupciones a la energía almacenada. Esto es vital para los centros de datos con cargas de trabajo de IA y HPC intensivas.
BESS trabaja con el SAI para equilibrar la carga de IA, almacenando la energía adicional cuando la demanda es baja y liberándola durante horas pico para mantener la alimentación eléctrica de las operaciones de IA (también denominado “peak shaving”). Esta combinación evita sobrecargas, mantiene la eficiencia operativa y reduce la dependencia de fuentes de alimentación tradicionales.
Potencia tu despliegue de AI/HPC
Los SAIs de alta capacidad ayudan a gestionar las demandas de carga de IA de los centros de datos, actuando como una columna vertebral sólida para todo el power train. Sin embargo, se necesita más que un SAI fiable para estar preparado para los requisitos de aumento en las cargas de trabajo de IA y HPC.
Vertiv ofrece una solución integral que brinda experiencia y soporte completo a los centros de datos que gestionan cargas de trabajo de IA y otros tipos de HPC. Ofrecemos una amplia gama de categorías de productos y tecnologías del sector para IA/HPC. Tanto si buscas nuevas tecnologías o sistemas de reacondicionamiento para densidades más altas, tenemos lo que necesitas.
Elige tu camino hacia la alta densidad
Tu viaje a la alta densidad puede ser un trayecto sin sobresaltos. Vertiv ofrece soluciones avanzadas diseñadas junto a líderes del sector para alimentar y refrigerar los despliegues más exigentes. Entra en la revolución de la IA con Vertiv hoy mismo.
