Lors de la conférence Nvidia GTC, l’importance des nouvelles architectures de puces pour l’IA a été mise en avant. Face à l’évolution rapide des besoins, les infrastructures des data centers doivent s’adapter, notamment en passant à des configurations DC.
La conférence GTC de Nvidia, tenue la semaine dernière, a souligné l’émergence de nouvelles architectures de puces pour alimenter l’intelligence artificielle (IA). Cependant, alors que ces puces deviennent plus rapides et puissantes, les infrastructures des data centers peinent à suivre. Pour répondre à cette situation, des entreprises comme Delta, Vertiv et Eaton ont présenté de nouveaux designs adaptés à l’ère de l’IA, en remplaçant progressivement les conversions complexes et inefficaces de courant alternatif (AC) en courant continu (DC), en particulier dans les data centers hyperscale. Chris Thompson, vice-président de la technologie avancée chez Vertiv, explique que bien que la distribution AC soit profondément enracinée, les avancées en électronique de puissance et les exigences croissantes de l’infrastructure IA suscitent un intérêt croissant pour les architectures DC.
Actuellement, presque tous les data centers fonctionnent sur la base de l’alimentation en AC. Le chemin électrique implique plusieurs conversions avant d’atteindre la charge de calcul. L’alimentation pénètre généralement dans le data center sous forme d’AC à moyenne tension (1 kV à 35 kV), est réduite à une basse tension AC (480V ou 415V) via un transformateur, convertie en DC à l’intérieur d’un onduleur (UPS) pour le stockage sur batterie, reconvertie en AC, puis convertie à nouveau en DC basse tension (typiquement 54 V DC) au niveau du serveur, fournissant ainsi l’alimentation DC requise par les puces de calcul. Luiz Fernando Huet de Bacellar, vice-président de l’ingénierie chez Eaton, souligne que ce processus de double conversion garantit que l’AC de sortie est propre et stable, adapté aux serveurs des data centers.
Ce système a fonctionné suffisamment bien pour les besoins énergétiques des data centers traditionnels, qui tirent environ 10 kW par rack. Cependant, pour l’IA, cette demande approche désormais 1 MW. À cette échelle, les pertes d’énergie, les niveaux de courant et les exigences en cuivre des conversions AC à DC deviennent de plus en plus difficiles à justifier. Chaque conversion entraîne une perte d’énergie, et plus la puissance à délivrer augmente, plus la taille des convertisseurs et les exigences des barres de cuivre deviennent insoutenables. Selon un blog d’Nvidia, un rack de 1 MW pourrait nécessiter jusqu’à 200 kg de barres de cuivre, ce qui pour un data center de 1 GW représenterait 200 000 kg de cuivre.
Les avantages de l’alimentation DC à haute tension sont significatifs. En convertissant directement l’alimentation AC de 13,8 kV à 800 VDC à la périphérie du data center, la plupart des étapes intermédiaires de conversion sont éliminées. Cela réduit le nombre de ventilateurs et d’unités d’alimentation, conduisant à une fiabilité accrue, une dissipation thermique réduite, une efficacité énergétique améliorée et une empreinte matérielle plus petite. Fernando souligne que chaque conversion d’énergie entraîne des pertes, et le passage de 415 V AC à 800 V DC dans la distribution électrique permet de transmettre 85 % de puissance supplémentaire par la même taille de conducteur, grâce à une demande de courant réduite, ce qui diminue les pertes résistives et rend le transfert d’énergie plus efficace.