Sichere USV-Technik für KI-Rechenzentren
Vertiv und Yokogawa kooperieren
KI-Anwendungen stellen Rechenzentren vor neue Herausforderungen. Vertiv und Yokogawa arbeiten nun zusammen an Lösungen, um USV-Systeme für stark schwankende, gepulste Lastprofile zu validieren und die Stabilität kritischer Infrastrukturen sicherzustellen.
Künstliche Intelligenz verändert die Leistungsdynamik in Rechenzentren grundlegend. Während klassische IT‑Workloads vergleichsweise gleichmäßige Lastprofile aufweisen, erzeugen KI‑Anwendungen stark schwankende, sogenannte gepulste Lasten. Dabei wechseln Prozessoren innerhalb von Millisekunden zwischen Leerlauf und Volllast, was die Stromversorgungsinfrastruktur erheblich beansprucht.
Neue Rolle für USV-Systeme
Unterbrechungsfreie Stromversorgungssysteme müssen diese Lastwechsel nicht nur absichern, sondern aktiv ausgleichen. Reagieren sie nicht ausreichend schnell, können Lastimpulse auf das Stromnetz oder angeschlossene Notstromgeneratoren zurückwirken und die Stabilität des Gesamtsystems beeinträchtigen.
Validierung im Power Center Bologna
Vor diesem Hintergrund validierte Vertiv im Power Center in Bologna neue Input‑Power‑Smoothing‑Algorithmen für seine Vertiv™ Trinergy™‑USV‑Systeme. Die Technologie nutzt bei Lastspitzen gezielt Energie aus den Batterien der USV und schützt so den vorgeschalteten Generator vor den starken Leistungsschwankungen KI‑basierter Anwendungen.
Hohe Anforderungen an die Messtechnik
Die Validierung stellte hohe Anforderungen an die Messtechnik. Die USV‑Systeme verfügen über eine komplexe Topologie mit zwei dreiphasigen AC‑Eingängen, einem DC‑Batterieanschluss und einem dreiphasigen Ausgang. Alle Anschlüsse mussten parallel überwacht werden. Zusätzlich waren sowohl Messungen mit hoher zeitlicher Auflösung als auch Langzeitaufzeichnungen erforderlich, um thermisches Verhalten, Wellenformverzerrungen, Rauschen und die gesamte harmonische Verzerrung zu analysieren. Auch Wirk‑, Blind‑ und Scheinleistung wurden erfasst, um die Leistungsqualität unter dynamischer Belastung vollständig zu bewerten.
Hohe Kanalzahlen, Ströme von bis zu 5000 Ampere, strenge Sicherheitsanforderungen sowie der Bedarf an 24/7‑Zuverlässigkeit machten die Messaufgabe besonders anspruchsvoll. Ziel war es zudem, sporadische Anomalien sicher zu erfassen und die thermische Stabilität über lange Zeiträume zu beobachten.
Integriertes Messökosystem von Yokogawa
Für diese Aufgaben setzte Vertiv auf ein vollständig integriertes Messökosystem von Yokogawa. Zum Einsatz kamen der WT5000 Precision Power Analyzer, der DL950 ScopeCorder sowie das GM10‑Datenerfassungssystem, verbunden über die IS8000‑Softwareplattform.
Präzise Leistungsanalyse mit dem WT5000
Der WT5000 übernimmt die präzise Leistungsanalyse. Mit einer Genauigkeit von 0,03 Prozent und bis zu sieben Eingangsmodulen erlaubt er die gleichzeitige Messung von AC‑ und DC‑Leistung. Eine Harmonische‑Analyse bis zur 500. Ordnung ermöglicht die Bewertung von Leistungsqualität und Wirkungsgrad auch unter stark dynamischen Lastbedingungen.
Transiente Analyse gepulster Lasten
Der DL950 ScopeCorder erfasst das transiente Verhalten der gepulsten Lasten. Mit bis zu 16 Kanälen kombiniert er Hochgeschwindigkeitsmessungen mit Langzeitaufzeichnung und stellt Spannungs‑ und Stromverläufe während schneller Schaltvorgänge detailliert dar. Hochfrequentes Rauschen und die dynamische Reaktionszeit des Systems lassen sich so zuverlässig analysieren.
Zeitlich synchronisierte Datenauswertung
Die zeitliche Synchronisation aller Messdaten erfolgt über die IS8000‑Softwareplattform mithilfe des IEEE‑1588‑Precision‑Time‑Protocol. Neben Leistungs‑ und Wellenformdaten werden auch thermische Messwerte aus dem GM10 integriert, sodass ein einheitlicher, synchronisierter Datensatz entsteht.
Effizientere Validierung und kürzere Debugging-Zeiten
Laut Luigi Balma aus dem F&E‑Team von Vertiv ermöglicht das System, elektrische und thermische Größen zeitlich synchron auf einer gemeinsamen Oberfläche darzustellen und Zusammenhänge direkt zu erkennen.
Neben der Validierung der Input‑Power‑Smoothing‑Technologie hat das integrierte Messkonzept auch den Arbeitsablauf im Labor nachhaltig verändert. Die Zusammenführung aller relevanten Daten in einer Softwareoberfläche reduzierte Testaufwand und Debugging‑Zeiten deutlich. Auf dieser Basis entwickelt Vertiv weiterhin Stromversorgungslösungen für die nächste Generation von KI‑Rechenzentren.