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AIサーバーとパワーサプライユニット(PSU)の選び方。AIサーバーパワーサプライのソリューション

2023-10-04

AI技術の急速な成長と普及に伴い、サーバー市場はここ数年間で巨大な変化を遂げました。OpenAIがChatGPTを公開した後、言語モデル、スマートチャットボットのトレンドを起こしています。そしてChatGPTのバックグラウンドにある演算は強力な「AI Server(サーバー)」に依存していることが、AIサーバー市場への注目度を高めています。

 

AIサーバーとは?

AIサーバーとは、特殊設計と最適化がされたサーバーで、これらはGoogleのTensor Processing Units (TPU) や NVIDIAのAIアクセラレーターカードなど単独または複数の高性能GPU(グラフィクス・プロセッシング・ユニット)や専用のAIアクセラレーターです。これらハードウェア装置はAIアプリケーションに大きな並行処理能力を提供しています。ソフトウェアもAIサーバーの重要な構成部分です。これはAIと機械学習作業の負荷を最適化するための専用OSとAIアーキテクチャ(TensorFlow、PyTorch等)をサポートするプログラムライブラリとツールを含むことがあります。

 

なぜAIサーバーアプリケーションが必要なのか?

AIサーバーを必要とするのは、人工知能(AI)の計算ニーズが非常に高いためです。AIサーバーは専用に最適化されたハードウェアとソフトウェアでストレージと膨大なデータを処理することで、AIモデルのトレーニングと動作をサポートしています。AIサーバーのアプリケーション範囲は、画像と音声の識別、自然言語処理、予測分析、パーソナライズ・レコメンデーションシステム、自動運転(映像認識)、医療分野(スマート診断等)など非常に幅広いです。

 

AIサーバーと一般サーバーの違い

AIサーバーと一般サーバ―の主な違いは設計と使用の目的にあります。一般サーバーは主にデータ保存、アプリケーションプログラムの実行、そしてネットワークサービスの提供に使用します。設計上は高効率、高安定性と信頼性のあるデータ保管の実現を追求しています。データの伝送と制御能力は強いですが、演算ユニットが少ないため、演算速度は遅めです。

 

逆にAIサーバーは演算ユニットの比重を高めており、機械学習とディープラーニング作業の負荷専用に設計されています。データの並行処理能力は、ニューラルネットワークモデルのトレーニングと迅速な行列の乗法の事項において極めて重要です。まとめると、AIサーバーは一般のサーバーと比べてより強力な計算能力とより迅速な情報処理速度を有しています。高効率データ処理能力とは、データ伝送で遅延が発生しないことを意味します。AR/VRについて言えば、わずかの遅延がユーザー体験にたいへん大きな影響を与えます。自動運転について言えば、データ伝送がわずかでも遅れたり、計算速度が十分に速くなければ安全への懸念が生じます。遅延は許されません。

 

AIサーバーの優位性と将来性

VR/AR、超高画質、自動運転技術等の新興技術のニーズ発生に伴い、今世界は爆発的なトラフィックフローの時代にあります。IDCによる統計:世界のクラウドにおける情報量は2013年の4.4ZBから2023年には>50ZBとなり、10倍以上成長しています。 世界のクラウド情報量の飛躍的な成長のもと、AIサーバーは同時に大量の情報を処理することを得意とし、企業が大量のデータを保存するためのインフラとして、必然的に各社が競争する分野となっています。そして、AIサーバーに使われるパワーサプライ(PSU)はAIサーバーの性能に影響する大きなキーポイントとなっています。これはAIサーバーのハードウェアコンポーネントが電力の需要について一般のサーバーを超えていることによります。これにより、AIサーバーのパワーサプライ(PSU)は一般サーバ―と比べてより多くの電力を供給してこれら高性能コンポーネントを駆動しなければなりません。同時に十分な冗長電源で負荷の変化に対応し、データの渋滞を避ける必要があります。

 

AIサーバー電源の重要性(電源ワット数、安定性、信頼性)

優れたAIサーバーのパワーサプライ(PSU)を選択する前に、パワーサプライについて理解しましょう。AIサーバーは動作を安定させるために、その背後には強力かつ安定したパワーサプライによるサポートが必要です。 PSUはキーコンポーネントであり、グリッドの交流電力(AC)をサーバーの電子コンポーネントが必要とする直流電力(DC)に変換する役割を担っています。高性能のAIサーバーについて、PSUは十分かつ安定した電力を提供してCPU、GPUまたはAIアクセラレーターを駆動します。このほか、PSUの効率もキーポイントです。PSUは全体のエネルギー消費と放熱ニーズに直接影響します。高効率のPSUはエネルギーの無駄を最小限に抑えるとともに、放熱量も減少します。同時に、高効率のPSUはパワーサプライの寿命を延ばし、電源による問題から生じるサーバーのダウンタイムを減少します。

 

AIサーバーのパワーサプライ(PSU)の選び方?

AIサーバーのパワーサプライ(PSU)の重要性を理解していただけたら、優れたPSUの選び方についてご紹介します。まず、全てのハードウェアのニーズに対して十分な出力を提供し、システム故障が生じる電力変動や電力の中断を防止する必要があります。次に、パワーサプライの性能と安定性をチェックします。最後に、パワーサプライが過負荷保護(OCP)、過熱保護(OTP)と過電圧保護(OVP)など良好な保護機能を有していることです。この3種類の保護機能はいずれもパワーサプライ(PSU)に内蔵されている安全特性です。ハードウェアの損壊を防ぎ、システムの安定した動作を確保します。このうち、過負荷保護(OCP)は出力電流が限度を超えた時、パワーサプライを止めるか制御して、ハードウェアの損壊を防ぎます。過熱保護(OTP)は内部温度が過熱した時に、パワーサプライが自動的に止まり、過熱を防ぐものです。過電圧保護(OVP)機能は出力電圧が制限を超えた時、パワーサプライを止めるか制御して、ハードウェアが高電圧によって毀損することを防ぎます。

 

FSP AIサーバーパワーサプライソリューション

これらのニーズを考慮してFSPは一連のAIサーバーパワーサプライを発売しています。中でももっとも代表的なものがFSP3000-20FEです。本製品は極めて低い全高調波歪み(iTHD)、0℃から55℃までの動作温度範囲、標高5,000mまで適応可能な設計で、最高3000ワットまでの総電源容量を有しています。つまり、極端に劣悪な環境でも本製品はその強い適応力で十分にその性能を発揮して動作することが可能です。同時に本製品は回路の過電流保護(OCP)、過熱保護(OTP)、過電圧保護(OVP)設計で、さらに出力ショート保護と電源リセット機能でメインボードとの通信、安全性についての信頼性を高めています。これらの保護機能により、機器の過熱または過大な負荷による機器の故障を心配する必要はありません。AIサーバーについて、FSPは優れた製品を多く発売しています。例えばYSEC1600AM-2A00P10YSEC2000AM-2A00P10はAIサーバー専用パワーサプライで、80 PLUS® Platinum認証を取得して最高効率は94%であり、PMBus 1.2テクノロジーを内蔵しています。その優位性はコンパクトさにあり、エッジコンピューティング装置への取り付けに適しています。同時にその高性能な変換効率と良好な放熱性能によって、長時間動作してもパワーサプライとエッジコンピューティング装置の安定した動作を保つことができます。

 

将来、エッジコンピューティングとAIテクノロジーの更なる発展に伴い、これらハードウェアのニーズはより一層高まります。そしてAIサーバーとそのパワーサプライは将来、より重要な役割を担います。適切なパワーサプライを選ぶことは、AIサーバーの円滑な動作を確保するだけではなく、AIアプリケーションの継続的な成長とイノベーションを保障することにもなります。

 

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FSPについて

FSPテクノロジーは、世界最先端の電源メーカー一員です。1993年成立時から、「サービス、プロフェッショナル、イノベーション」の経営理念を持って、全方面でグリーンエネルギーで解決するメーカーです。

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