Por Jim Witham, director ejecutivo de GaN Systems

Los centros de datos de hoy en día se encuentran bajo una presión sin precedentes debido a la mayor digitalización y la aparición de tecnologías de uso intensivo de energía como la inteligencia artificial y el aprendizaje automático (AI/ML). La industria de la electrónica de potencia necesita una alternativa a los transistores de potencia de silicio para mantener una empresa sostenible y rentable a la luz del aumento de la demanda. En lugar de silicio, muchos están haciendo la transición a semiconductores de potencia de GaN (nitruro de galio) como el camino a seguir.

Siga leyendo para conocer cinco razones clave por las que ahora es el momento adecuado para realizar la transición de su centro de datos a GaN.

Razón #1: Mejorar la rentabilidad

Uno de los costos más altos para los operadores de los centros de datos modernos es la energía. Considere que el costo de energía de un bastidor de centro de datos durante su vida útil ahora es mayor que el costo de capital.

Al mismo tiempo, los centros de datos son más costosos por metro cuadrado, lo que significa que a menudo no es económicamente factible escalar físicamente un centro de datos. Sin embargo, la industria exige más computación y almacenamiento para mantenerse al día con las crecientes demandas de carga de trabajo. Debido a esto, los centros de datos se ven obligados a incluir más potencia de salida y computación en el bastidor del centro de datos del mismo tamaño. Desafortunadamente, esto está lejos de ser ideal, ya que esta mayor densidad conduce a desafíos de confiabilidad y rendimiento. A medida que aumentan las demandas informáticas en los centros de datos, estos problemas se intensifican.

En cambio, sustituir la electrónica de potencia de silicio a GaN puede ser una solución valiosa. La electrónica de potencia basada en GaN es significativamente más eficiente que las opciones basadas en silicio, lo que permite eficiencias de suministro de energía superiores al 97%, en comparación con el 94% o menos; de inmediato, esta mejora en la eficiencia da como resultado una disminución del costo de la energía y, por lo tanto, una empresa más rentable.

Más allá de los costos de energía, los sistemas de energía basados ​​en GaN en los centros de datos obtienen mejoras de rentabilidad a partir de una mayor densidad. Con la misma potencia de salida, las fuentes de alimentación basadas en GaN son 2x-3x más pequeñas que sus contrapartes de silicio en promedio. Con menos espacio ocupado por la fuente de alimentación, los bastidores del centro de datos ahora pueden dejar espacio para más cómputo y memoria. El resultado es la capacidad de escalar aún más un centro de datos sin agregar físicamente pies cuadrados, lo que genera más rendimiento y rentabilidad.

La investigación sugiere que un cambio a GaN puede aumentar la rentabilidad en 3 millones de dólares por año por cada diez racks en el centro de datos.

Razón #2: Nuevos estándares, nueva tecnología

Con un mayor impulso global por la sustentabilidad, los organismos gubernamentales han comenzado a establecer estándares más altos de eficiencia y consumo de energía para los centros de datos.

Un excelente ejemplo es la Directiva de diseño ecológico de la Unión Europea, que recientemente declaró que las unidades de fuente de alimentación interna de los bastidores de los centros de datos deben cumplir requisitos específicos de eficiencia y factor de potencia. Estas regulaciones son cada vez más estrictas, con requisitos de eficiencia y factor de potencia aumentados para 2023 y esperados nuevamente para 2030. El objetivo de la UE es generar ahorros de energía anuales de aproximadamente 9 TWh.

Como validación adicional de esta tendencia, Open Compute Project (OCP) también ha internalizado estos requisitos para el futuro de sus centros de datos. Veremos centros de datos persiguiendo diligentemente estos objetivos en todo el mundo en los próximos años.

Pero no es factible alcanzar los niveles de eficiencia que esta normativa impone con el silicio. GaN, con sus eficiencias y rendimiento superiores, es un camino prometedor para cumplir con las regulaciones gubernamentales y los requisitos previos de los estándares de la industria.

Razón #3: Es económico y fácilmente disponible

Si bien GaN está ganando un impulso significativo en la industria de los centros de datos, ya es omnipresente y está bien establecido en otras industrias.

Actualmente, GaN es una tecnología ampliamente adoptada fuera del centro de datos, que encuentra aplicaciones en espacios como audio (por ejemplo, amplificadores de audio de clase D), sistemas de propulsión de vehículos eléctricos y cargadores para productos electrónicos de consumo.

Gracias al uso generalizado de GaN en otras industrias, GaN se ha vuelto extremadamente económico y fácilmente disponible. Por esta razón, ya no existe una compensación OpEx vs. CapEx asociada con GaN. Además, el uso generalizado de GaN ha demostrado que la tecnología es fiable y factible a gran escala. Esto tiene implicaciones críticas para el centro de datos y allana el camino para cambiar a GaN para obtener sus beneficios.

Razón #4: Los fabricantes ya lo usan

GaN está ganando terreno en la industria de los centros de datos, ya que los fabricantes ya han comenzado a reemplazar el silicio con GaN. Por ejemplo, los Tier-1 como xFusion y los proveedores clave de Intel y Supermicro como SoluM usan transistores GaN para fabricar fuentes de alimentación de alta densidad y alta eficiencia.

En un campo tan dinámico como el de la informática, para mantenerse a la vanguardia de la industria y mantenerse al día con las demandas de los clientes, es necesario mantener sus centros de datos actualizados con las últimas innovaciones tecnológicas. Los centros de datos que continúan utilizando fuentes de alimentación basadas en silicio corren el riesgo de perder su liderazgo, perder su ventaja y se encontrarán con la necesidad de ponerse al día.

Como lo demuestran varias implementaciones que ya están en uso en el campo, GaN ya no es solo un concepto para centros de datos. En cambio, es una solución convincente en el mercado de la electrónica de potencia del centro de datos. Para mantenerse al día con los principales fabricantes que han hecho la transición, cambiar a GaN en el centro de datos es un paso importante.

Razón #5: Sostenibilidad

La sostenibilidad es una de las consideraciones más importantes para el futuro del diseño del centro de datos.

Hoy en día, los centros de datos contribuyen en una proporción cada vez mayor al consumo mundial de energía. Ahora más que nunca, las corporaciones tienen la responsabilidad de crecer y construir tecnologías futuras que sean sostenibles y reviertan esta tendencia. Desafortunadamente, la métrica estándar de efectividad del uso de energía (PUE) utilizada para cuantificar la eficiencia de un centro de datos debe mostrar el panorama completo. Específicamente, esta métrica actualmente ignora la eficiencia de las fuentes de alimentación en servidores y racks, lo que marca un "punto ciego" significativo para los operadores, ya que las fuentes de alimentación menos eficientes significan quemar más energía para la misma cantidad de procesamiento.

Con GaN, mejora la sustentabilidad mediante la creación de fuentes de alimentación y centros de datos que son más eficientes desde el punto de vista energético, logrando una reducción del 50% en las pérdidas. No solo ahorra energía, sino que genera menos calor, lo que significa que necesita menos sistemas de enfriamiento exóticos y que consumen menos energía para mantener las temperaturas adecuadas. De esta manera, los ahorros de energía que ofrece GaN se combinan y tienen un impacto aún mayor.

GaN hace que los centros de datos sean más densos y pequeños, lo que requiere menos materias primas para operar. En general, los estudios han demostrado que por cada diez racks en el centro de datos, GaN puede ayudar a reducir las emisiones de CO2 en 100 toneladas métricas por año.

Gracias a estas cinco razones y muchas otras, el valor y la promesa de GaN en el centro de datos son cada vez más evidentes. Ha llegado el momento de que los centros de datos cambien y se den cuenta de los beneficios de GaN.