Theo thông tin từ Vertiv ngày 24/8, doanh nghiệp này vừa mở rộng dòng bộ lưu điện (UPS) PowerUPS 9000 với phiên bản công suất 1,8 MW, hướng tới các trung tâm dữ liệu quy mô lớn và những môi trường điện toán có mật độ cao. Sản phẩm mới được đưa vào thị trường Đông Nam Á, Australia và New Zealand, mở rộng dải công suất của nền tảng PowerUPS 9000 vốn trước đó nằm trong khoảng 250-1.250 kW.
Khi GPU tạo ra phụ tải biến động trong vài mili giây
Khác với nhiều hệ thống CNTT truyền thống, các cụm GPU phục vụ AI có thể thay đổi nhu cầu điện năng rất nhanh theo đặc tính của từng tác vụ. Hệ thống có thể chuyển từ mức sử dụng tương đối thấp lên gần công suất cực đại chỉ trong vài mili giây.
Sự thay đổi này không chỉ đặt yêu cầu lên UPS mà còn tác động tới toàn bộ chuỗi hạ tầng điện, từ pin, thiết bị đóng cắt, máy phát điện, máy biến áp cho tới hệ thống điện phía nguồn.
Trong điều kiện đó, bài toán của hệ thống lưu điện không đơn thuần là duy trì nguồn điện khi xảy ra mất điện. Thiết bị còn phải có khả năng phản ứng với những biến động phụ tải liên tục mà không tạo thêm áp lực lên các thành phần khác của hệ thống điện.
Đây cũng là một trong những vấn đề đang được đặt ra khi các trung tâm dữ liệu chuyển sang phục vụ khối lượng công việc AI với mật độ tính toán ngày càng cao.
UPS được thiết kế để thích ứng với tải AI
Phiên bản PowerUPS 9000 công suất 1,8 MW được Vertiv phát triển trên kiến trúc mật độ cao của dòng sản phẩm này. Theo hãng, thiết kế hướng tới những trung tâm dữ liệu có mật độ rack lớn nhưng diện tích dành cho thiết bị nguồn có giới hạn.
Đáng chú ý là hệ thống được tích hợp một số thuật toán điều khiển nhằm xử lý đặc tính phụ tải biến động của các ứng dụng AI.
Trong đó, công nghệ Battery Shield được sử dụng để hạn chế những chu kỳ sạc và xả pin không cần thiết khi tải thay đổi đột ngột. Trong khi đó, Input Power Smoothing nhằm duy trì dòng điện đầu vào ổn định hơn, qua đó giảm tác động của biến động phụ tải lên hạ tầng điện ở phía nguồn.
Hai nhóm công nghệ này được kết hợp với cơ chế quản lý trạng thái sạc của pin, nhằm duy trì khả năng dự phòng của hệ thống đồng thời hạn chế việc các biến động từ tải AI truyền ngược lên hạ tầng điện.
Theo Vertiv, các công nghệ điều khiển nói trên đã được thử nghiệm bằng một hệ thống mô phỏng phụ tải AI do hãng phát triển. Các bài thử được thực hiện với nhiều đặc tính tác vụ AI, cấu hình pin, chu kỳ vận hành và mức độ biến động tải khác nhau.
Kết quả thử nghiệm do doanh nghiệp công bố cho thấy dòng điện đầu vào được duy trì tương đối ổn định ngay cả khi công suất đầu ra biến động mạnh. Tuy nhiên, đây là kết quả từ môi trường thử nghiệm do doanh nghiệp thực hiện, và hiệu quả trong thực tế còn phụ thuộc vào cấu hình cũng như điều kiện vận hành của từng trung tâm dữ liệu.
Hạ tầng điện phải thay đổi cùng AI
Việc một hệ thống UPS được nâng công suất lên 1,8 MW cho thấy quy mô tiêu thụ điện của các môi trường tính toán AI đang trở thành một vấn đề kỹ thuật đáng chú ý đối với ngành trung tâm dữ liệu.
Khi mật độ GPU tăng, các đơn vị vận hành không chỉ phải tính toán tổng công suất cần thiết mà còn phải quan tâm đến cách phụ tải thay đổi theo thời gian. Một hệ thống có công suất lớn nhưng biến động tải nhanh có thể tạo ra những yêu cầu khác đáng kể so với hệ thống có phụ tải tương đối ổn định.
Điều này khiến thiết kế trung tâm dữ liệu ngày càng chuyển từ bài toán cung cấp đủ điện sang bài toán phối hợp giữa nhiều lớp hạ tầng: nguồn điện, UPS, hệ thống lưu trữ năng lượng, máy phát điện, thiết bị phân phối và lưới điện.
Tại Singapore, Vertiv cho biết đã phối hợp với STT Singapore để thử nghiệm các điều kiện vận hành mô phỏng môi trường AI, trong đó có những tình huống phụ tải thay đổi đột ngột và yêu cầu phối hợp giữa UPS, hệ thống lưu trữ năng lượng và hạ tầng lưới điện phía nguồn.
Về dài hạn, sự phát triển của AI có thể tiếp tục đặt ra những yêu cầu mới đối với thiết kế trung tâm dữ liệu. Không chỉ năng lực tính toán tăng lên, đặc tính của phụ tải cũng thay đổi, buộc các hệ thống điện và làm mát phải được thiết kế theo hướng linh hoạt hơn.
Trong bối cảnh đó, UPS đang dần được nhìn nhận không chỉ như một lớp bảo vệ khi mất điện mà còn là một thành phần tham gia điều tiết và duy trì sự ổn định của toàn bộ hệ thống nguồn trong các môi trường điện toán mật độ cao.
