L’UPS diventa intelligente per sostenere i data center AI

Nei data center di oggi l’aumento della densità di potenza, la variabilità dei carichi AI e la necessità di contenere consumi e footprint stanno spostando l’attenzione sull’intera catena di alimentazione, dalla rete fino al chip. In questo scenario, l’efficienza energetica non può essere letta solo come un parametro di prodotto, ma come il risultato di un equilibrio più ampio che coinvolge architettura elettrica, modalità operative, controllo software, fonti energetiche e capacità di interazione con la rete.

È su questo terreno che Vertiv sta concentrando una parte rilevante della propria evoluzione tecnologica. Arturo Di Filippi, global offering director large power di Vertiv, riconduce il tema a una logica di sistema e delinea un cambiamento in cui l’UPS amplia la propria funzione: resta un presidio di continuità, ma diventa anche un elemento intelligente di gestione dell’energia.

Efficienza lungo l’intero Powertrain

“L’efficienza energetica è sempre stata oggetto di miglioramento a ogni rilascio di un nuovo prodotto Vertiv – precisa Di Filippi – segno della costante evoluzione tecnologica. Oggi la sfida è riuscire a coniugarla con l’incremento della densità di potenza e la differente natura dei carichi generati dall’AI. Il baricentro deve spostarsi dall’efficienza del singolo dispositivo a quella dell’intera catena di distribuzione dell’energia e, per questo, Vertiv guarda al cosiddetto Powertrain, ovvero all’insieme di tutti gli elementi che contribuiscono a trasportare l’energia dalla rete fino al chip”.

La ricerca di efficienza porta all’esigenza di ridurre al minimo le conversioni di potenza, ogni passaggio e ogni elemento intermedio non necessari. Da qui nasce anche l’attenzione verso nuove configurazioni elettriche tra cui l’evoluzione verso sistemi in corrente continua ad alta tensione.

“La potenza per singolo rack sta passando da 5-10 kW a centinaia di kilowatt e già ci si prepara per rack da 1 MW. Le scelte verso cui NVIDIA e gli hyperscaler si stanno orientando passano per l’evoluzione da sistemi a corrente alternata verso sistemi a corrente continua ad alta tensione. Questo passaggio avverrà perché è una configurazione che consente di ridurre il più possibile gli stadi di conversione di potenza. Oggi si sta ancora discutendo su quale debba essere la tensione di uscita in DC e la linea che si sta consolidando è quella di propendere per 800 V. Vertiv resterà allineata a questa roadmap che riteniamo  rifletta la direzione del mercato e l’evoluzione delle nuove infrastrutture dedicate all’AI”.

L’efficienza si lega a servizio, fonti alternative e modalità operative

L’efficienza non si consegue solo attraverso le scelte architetturali. In Vertiv, commissioning, manutenzione, services e supporto tecnico diventano parte di gestione del ciclo di vita degli asset, coniugandosi con sistemi avanzati di monitoraggio.

“Tutto quello che avviene a valle della consegna delle nostre soluzioni per data center usufruisce pienamente delle competenze elevatissime del nostro personale, della parte services e del technical support. Queste competenze possono indirizzare verso un utilizzo ottimizzato del Powertrain, nel modo più coerente con le condizioni operative del sito”.

La disponibilità di potenza della rete rappresenta un ulteriore nodo critico. In alcuni Paesi la rete elettrica non è in grado di sostenere l’importante crescita dei data center e diventa, quindi, necessario integrare fonti di energia diversificate.

“L’efficienza serve per ridurre i consumi. Ma questo obiettivo si può conseguire anche in modo diverso – spiega Di Filippi -. Per esempio, scollegandosi dalla rete o utilizzando una fonte di energia differente. Vertiv sviluppa sistemi in grado di interfacciarsi con molteplici fonti di energia, come rinnovabili, microgrid, sistemi di accumulo in sito e turbine a gas, perché la rete elettrica non sempre è in grado di supportare la richiesta di potenza dei nuovi data center”.

Un ulteriore modalità per conseguire l’efficienza è di intervenire sulle modalità operative per ottimizzare il funzionamento dei sistemi già installati.

“L’efficienza legata alle modalità operative può rientrare negli sviluppi firmware dei nostri sistemi per predisporre modalità di funzionamento ottimizzate, capaci di portare risultati apprezzabili in tempi veloci. Peraltro, una volta sviluppate su un singolo prodotto, queste modalità sono anche più facilmente trasferibili ad altri prodotti, con uno sforzo inferiore rispetto a quello necessario per un redesign dovuto a un nuovo componente tecnologico”.

L’UPS da componente passivo a elemento attivo

In questo scenario evolutivo il salto più rilevante riguarda la natura dell’UPS. Nei data center pensati per i carichi AI l’UPS non è più solo il sistema che protegge il carico critico e ne garantisce la qualità, ma deve contribuire a orchestrare fonti energetiche diverse, gestire variazioni improvvise e limitare le ripercussioni su rete e generatori.

“Gli UPS di nuova generazione offerti da Vertiv sono pensati per delineare il passaggio dalle funzioni tradizionali di protezione e qualità del carico verso comportamenti intelligenti indirizzati a raggiungere sempre il massimo dell’efficienza, con la capacità di orchestrare in autonomia differenti fonti di energia. I carichi AI possono passare dal 10% al 100% della potenza massima in pochi secondi. In queste situazioni la potenza in eccesso deve essere gestita, ma la rete potrebbe non essere pronta ad assorbire questa variazione improvvisa. I nostri UPS vengono progettati affinché ci sia sempre un controllo capace di gestire il carico e proteggere la rete e i generatori: per esempio utilizzando batterie per assorbire la potenza in eccesso”.

L’AI cambia anche il rapporto con gli operatori di rete. In passato al data center poteva essere chiesto di scollegarsi in condizioni particolari. Oggi può accadere il contrario: restare connessi serve a evitare instabilità improvvise.

“Fino a qualche anno fa ci veniva chiesto di scollegarci dalla rete in caso di condizioni particolari. Ora si sta verificando il contrario: alcuni operatori di rete chiedono agli utilizzatori di data center di fare in modo che, anche in caso di variazioni importanti, il loro carico resti collegato alla rete, perché non vogliono avere all’improvviso una significativa instabilità sulla rete. A loro volta, i data center owner chiedono a noi di fare in modo che l’UPS possa modificare il controllo per stabilire se e quando rimanere collegato ed evitare ripercussioni sulla rete. La funzione dell’UPS è cambiata: non è più passiva, ma attiva”.

Nella componente power sta cambiando anche il criterio di dimensionamento. Se in passato il trend prevalente era di sovradimensionare, oggi invece i data center  puntano su infrastrutture con footprint più compatto e maggiore densità di potenza, in modo da rendere i sistemi più efficienti e coerenti con la crescita dei carichi AI.