而服务器电源,作为服务器的“心脏”,为服务器提供稳定、可靠的电力保障,其发展历程和技术革新同样令人瞩目
本文将从市场规模、技术趋势、产品类型以及市场竞争格局等多个维度,深入探讨服务器电源的发展现状与未来展望
一、市场规模及增长趋势 近年来,随着云计算、大数据、人工智能等技术的飞速发展,服务器需求持续增长,推动服务器电源市场规模不断扩大
根据最新市场调研数据显示,全球服务器电源市场规模预计将持续增长,其中中国服务器电源市场增长尤为显著,展现出强劲的发展势头
市场增长的主要动力来自于数据中心对高密度、高效率电源的需求不断上升
随着5G、物联网等新兴技术的广泛应用,数据中心的建设步伐加快,对服务器电源的稳定性和效率要求更高
此外,节能减排意识的增强也促使厂商加大对高效能电源的研发投入,推动了服务器电源市场的快速增长
从产品类型来看,标准电源、模块化电源和高效率电源将成为市场增长的主要驱动力
模块化电源凭借其灵活性和可扩展性,在数据中心领域的应用不断拓展
同时,高效能电源在节能减排方面的优势也将进一步推动其市场份额的提升
此外,智能化管理技术在服务器电源领域的应用逐渐普及,为市场增长提供了新的动力
二、技术趋势与创新 服务器电源的技术发展日新月异,不断满足着市场对高性能、高密度、高效率电源的需求
以下将从功率预算、冗余设计、效率提升、工作温度以及通信和控制等方面,详细介绍服务器电源的技术趋势
1. 功率预算大幅增加 随着服务器计算要求的不断提升,服务器电源的功率预算也在大幅增加
早期机架或刀片式服务器电源的功率预算在200W至300W之间,而如今服务器CPU的功耗已接近300W,服务器电源的功率预算也大幅增加至800W至2000W
为了支持云计算和人工智能等高性能计算需求,服务器可以添加图形处理单元(GPU)来与CPU一起工作,这使得服务器的功率需求将进一步增加
预计未来五年内,服务器的功率需求将增加到3000W以上
2. 冗余设计提升可靠性 服务器系统的可靠性和可用性至关重要,因此冗余设计成为服务器电源的重要特征
简单的服务器系统可以具有1+1冗余,即系统中有一个电源工作,一个电源冗余
复杂的服务器系统可能具有N+1或N+N(N>2)冗余,以确保在电源故障时系统能够正常运行
为了实现热插拔和电流共享,服务器电源还需要采用ORing控制技术和功率级持续激活技术
此外,冷冗余功能正成为一种趋势,旨在关闭主电源运行或在突发模式下运行,以最大限度减少待机功耗
3. 效率提升降低能耗 服务器电源的效率对于降低能源消耗和运营成本至关重要
早期服务器电源的效率规格仅在65%以上,而如今大规模量产的服务器电源大多符合80 Plus金牌(效率>92%)要求,有些甚至可以达到80 Plus铂金标准(效率>94%)
目前正在开发的服务器电源主要符合更高的80 Plus钛金规格,这要求半负载时的峰值效率达96%以上
无桥功率因数校正(PFC)和软开关转换器等新拓扑,以及碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)等宽带隙技术,有助于服务器电源实现更高的效率目标
4. 工作温度提升降低冷却成本 服务器电源的工作温度对于服务器冷却系统的能源成本有重要影响
随着服务器机房中冷却系统的改进,服务器电源的工作温度也在不断提升
21世纪初,服务器电源的工作温度最高为45°C,而现在已达到最高55°C
较高的工作温度可降低服务器冷却系统的能源成本,从而提高数据中心的效率
根据电源使用效率(PUE)标准,PUE数值越低,数据中心的效率越高
因此,服务器电源需要更高的工作温度以满足数据中心的能效要求
5. 通信和控制技术不断进步 通信和控制技术在服务器电源方面发挥着重要作用
早期服务器电源的内部信息通过系统管理总线接口传输到系统端,而如今电源管理总线(PMBus)接口增加了多项功能,包括配置、控制、监控和故障管理等
此外,为了应对数据中心电源架的增长需求,控制器局域网(CAN)总线成为了服务器电源通信的一部分
随着控制需求越来越多,通信需求也有所增加,使用数字控制器可以更容易满足这些需求,并降低设计和验证阶段的人力成本
三、产品类型及应用场景 服务器电源市场根据产品类型、应用领域和地区分布等多个维度进行细分
以下将从产品类型和应用领域两个方面详细介绍服务器电源的产品类型及应用场景
1. 产品类型 - 标准电源:标准电源作为服务器电源市场的基础产品,以其通用性、稳定性和成本优势在市场上占据重要地位
标准电源通常采用固定配置,包括输入电压、输出电压和功率等参数,适用于多种服务器和应用场景
在中小企业市场占据较大份额
- 模块化电源:模块化电源凭借其灵活性和可扩展性,在服务器电源市场中占据了越来越重要的地位
这种电源设计允许用户根据实际需求进行定制化配置,通过模块化的组件组合,实现不同功率和输出要求的电源系统
在数据中心和高性能计算领域应用广泛
- 高效率电源:高效率电源在服务器电源市场中扮演着至关重要的角色,其核心在于降低能源消耗,提高能源利用率
高效率电源通常采用先进的转换技术,如LLC谐振转换器、同步整流等,能够将输入电压转换为输出电压,效率可达到90%以上
对于降低数据中心和服务器系统的总体拥有成本(TCO)具有重要意义
2. 应用领域 - 数据中心:数据中心作为服务器电源的主要应用场景,市场规模最大
随着数据中心对电源密度和效率要求的提高,推动了高性能、高密度电源产品的研发和应用
- 云计算:云计算的快速发展带动了服务器电源的需求,特别是对于高效能、高密度电源的需求日益增加
云计算数据中心需要支持大量的服务器运行,因此服务器电源的稳定性和效率至关重要
- 边缘计算:边缘计算市场的兴起也对服务器电源提出了新的要求,如低功耗、高可靠性等
边缘计算设备通常部署在网络的边缘,需要支持实时数据处理和传输,因此服务器电源的效率和稳定性对于边缘计算设备的运行至关重要
四、市场竞争格局与未来发展 服务器电源市场竞争激烈,厂商纷纷加大研发投入,以抢占市场份额
以下将从市场竞争格局、主要厂商以及未来发展等方面进行分析
1. 市场竞争格局 全球服务器电源市场中,台湾厂商占据主要市场份额
全球前16大电源厂商中,台系厂商上榜7家,其中前五大有四家为台企
中国大陆电源厂商在成本控制和服务能力方面具有优势,未来有望快速抢占市场份额
随着技术的不断进步和市场竞争的加剧,厂商需要不断创新和提升产品质量以满足市场需求
2. 主要厂商分析 - 台达:台达提供全系列AI电源全方位整合方案,成为英伟达新AI芯片的电源大赢家
在AC/DC电源与DC/DC转换器上技术领先,市占率过半
- 光宝:光宝云端电源营收年成长迅速,AI服务器电源的营收相较服务器电源规模可望从2023年的个位数占比大幅提升至两位数
2023年光宝领先市场推出适用于AI服务器的电源产品,目前正开发8KW及更高功率密度和转换效率的电源解决方案
- 麦格米特:麦格米特凭借其高达97.5%的电源效率,已经成为英伟达AI服务器电源的唯一供应商
与其他大陆电源企业相比,麦格米特在研发费用、技术积累以及与国际头部公司的合作方面具有明显优势
3. 未来发展展望 未来,服务器电源市场将呈现多元化、高效能、智能化的特点
随着云计算、大数据、人工智能等技术的不断发展,数据中心对服务器电源的需求将持续增长
同时,政策法规的推动和环保意识的提升也将促使厂商加大在高效能电源的研发投入
技术创新是服务器电源市场持续发展的关键,模块化设计、智能化管理、高效率转换等技术的应用将推动服务器电源产品在性能、可靠性、成本和可持续性方面得到显著提升
此外,AI服务器电源将成为服务器电源市场的新增量
随着AI技术的快速发展,AI服务器电源需求增长迅速,市场前景广阔
AI服务器电源架构分为不间断电源(UPS)、AC/DC、DC/DC三个环节,其中DC/DC转换包含总线转换及VRM(voltage regulator module)两个部分
功率密度提升对电压调节模块的拓扑结构、材料特性、冗余设计等提出更高的要求,相关电源模块产品有望迎来量价齐升的局面
五、结语 服务器电源作为服务器的核心组件,其发展历程和技术革新见证了数字化转型的浪潮
从早期的标准电源到如今的高效能、模块化电源,服务器电源不断满足着市场对高性能、高密度、高效率电源的需求
未来,随着云计算、大数据、人工智能等技术的持续发展,服务器电源市场将迎来更加广阔的发展空间
厂商需要不断创新和提升产品质量以满足市场需求,在激烈的市场竞争中脱颖而出