Os racks de servidores de IA sofrem picos de energia de nível de milissegundos (tipicamente 1–50 ms) e quedas de tensão do barramento CC durante a troca rápida entre cargas de treinamento e inferência. A NVIDIA, em seu projeto de rack de energia GB300 NVL72, menciona que seu rack de energia integra componentes de armazenamento de energia e funciona com um controlador para alcançar suavização rápida de energia transiente em nível de rack (ver referência [1]).
Na prática da engenharia, o uso de um “supercapacitor híbrido (LIC) + BBU (Unidade de Backup de Bateria)” para formar uma camada de buffer próxima pode desacoplar a “resposta transitória” e a “alimentação de reserva de curto prazo”: o LIC é responsável pela compensação em nível de milissegundos e o BBU é responsável pela absorção em nível de segundos a minutos. Este artigo fornece uma abordagem de seleção reproduzível para engenheiros, uma lista de indicadores-chave e itens de verificação. Tomando como exemplo o YMIN SLF 4.0V 4500F (ESR de unidade única ≤ 0,8 mΩ, corrente de descarga contínua de 200 A, os parâmetros devem ser consultados na folha de especificações [3]), são fornecidas sugestões de configuração e dados comparativos.
As fontes de alimentação Rack BBU estão aproximando o "suavização de energia transitória" da carga.
À medida que o consumo de energia de um único rack atinge centenas de quilowatts, as cargas de trabalho de IA podem causar picos de corrente em um curto período. Se a queda de tensão no barramento exceder o limite do sistema, isso pode acionar a proteção da placa-mãe, erros na GPU ou reinicializações. Para reduzir os impactos de pico na fonte de alimentação e na rede elétrica, algumas arquiteturas estão introduzindo estratégias de buffer e controle de energia dentro do próprio rack de alimentação, permitindo que os picos de energia sejam "absorvidos e liberados localmente" dentro do rack. A principal mensagem desse projeto é: problemas transitórios devem ser resolvidos primeiro no local mais próximo da carga.
Em servidores equipados com GPUs de altíssima potência (nível de quilowatt), como a NVIDIA GB200/GB300, o principal desafio enfrentado pelos sistemas de energia passou da alimentação de reserva tradicional para o gerenciamento de picos de energia transitórios em níveis de milissegundos e centenas de quilowatts. As soluções tradicionais de alimentação de reserva BBU, baseadas em baterias de chumbo-ácido, sofrem com gargalos na velocidade de resposta e na densidade de potência devido a atrasos inerentes à reação química, alta resistência interna e capacidade limitada de aceitação de carga dinâmica. Esses gargalos se tornaram fatores-chave que restringem a melhoria da potência de computação em um único rack e a confiabilidade do sistema.
Tabela 1: Diagrama esquemático da localização do modo de armazenamento de energia híbrido de três níveis no rack BBU (diagrama da tabela)
| Lado de carga | Ônibus DC | LIC (Supercapacitor Híbrido) | BBU (Bateria/Armazenamento de Energia) | UPS/HVDC |
| Nível de energia da GPU/Placa-mãe (em ms) | Tensão do barramento CC Queda de tensão/Ondulação | Compensação local típica de 1 a 50 ms para carga/descarga de alta taxa. | Nível de tomada de controle de curto prazo em segundos (projetado de acordo com o sistema) | Nível de consumo de energia a longo prazo (minuto-hora) (de acordo com a arquitetura do data center) |
Evolução da Arquitetura
De “Bateria de Reserva” para “Modo de Armazenamento de Energia Híbrido de Três Níveis”
As BBUs tradicionais dependem principalmente de baterias para armazenamento de energia. Diante de interrupções de energia em milissegundos, as baterias, limitadas pela cinética das reações químicas e pela resistência interna equivalente, geralmente respondem com menos rapidez do que o armazenamento de energia baseado em capacitores. Portanto, as soluções para racks começaram a adotar uma estratégia em camadas: “LIC (transitório) + BBU (curto prazo) + UPS/HVDC (longo prazo)”.
LIC conectado em paralelo próximo ao barramento CC: lida com a compensação de potência em nível de milissegundos e suporte de tensão (carregamento e descarregamento de alta taxa).
BBU (bateria ou outro sistema de armazenamento de energia): lida com a transição de energia em intervalos de segundos a minutos (sistema projetado para duração de backup).
UPS/HVDC de nível de data center: lida com o fornecimento ininterrupto de energia a longo prazo e com a regulação da rede elétrica.
Essa divisão de trabalho separa as “variáveis rápidas” das “variáveis lentas”: estabilizando o sistema e, ao mesmo tempo, reduzindo o estresse a longo prazo e a pressão de manutenção nas unidades de armazenamento de energia.
Análise detalhada: Por que YMINSupercapacitores híbridos?
O supercapacitor híbrido LIC (Capacitor de Íons de Lítio) da ymin combina estruturalmente as características de alta potência dos capacitores com a alta densidade de energia de um sistema eletroquímico. Em cenários de compensação transitória, a chave para suportar a carga é: fornecer a energia necessária dentro do Δt alvo e entregar uma corrente de pulso suficientemente grande dentro da faixa permitida de aumento de temperatura e queda de tensão.
Saída de Alta Potência: Quando a carga da GPU muda abruptamente ou a rede elétrica sofre flutuações, as baterias de chumbo-ácido tradicionais, devido à sua lenta taxa de reação química e alta resistência interna, apresentam uma rápida deterioração em sua capacidade de aceitação de carga dinâmica, resultando na incapacidade de responder em milissegundos. O supercapacitor híbrido pode realizar a compensação instantânea em 1 a 50 ms, seguida por uma alimentação de reserva de nível de minuto proveniente da fonte de alimentação de backup da BBU, garantindo uma tensão de barramento estável e reduzindo significativamente o risco de falhas na placa-mãe e na GPU.
Otimização de Volume e Peso: Ao comparar a “energia disponível equivalente (determinada pela janela de tensão V_hi→V_lo) + janela transiente equivalente (Δt)”, a solução de camada buffer LIC normalmente reduz significativamente o volume e o peso em comparação com o backup de bateria tradicional (redução de volume de aproximadamente 50% a 70%, redução de peso de aproximadamente 50% a 60%; valores típicos não estão disponíveis publicamente e requerem verificação do projeto), liberando espaço no rack e otimizando o fluxo de ar. (A porcentagem específica depende das especificações, componentes estruturais e soluções de dissipação de calor do objeto de comparação; recomenda-se a verificação específica do projeto.)
Melhoria na velocidade de carregamento: O LIC possui alta capacidade de carga e descarga, e sua velocidade de recarga é tipicamente superior à de soluções de bateria (melhoria de velocidade superior a 5 vezes, atingindo carregamento rápido em cerca de dez minutos; fonte: supercapacitor híbrido versus valores típicos de bateria de chumbo-ácido). O tempo de recarga é determinado pela margem de potência do sistema, estratégia de carregamento e projeto térmico. Recomenda-se usar o "tempo necessário para recarregar até V_hi" como métrica de aceitação, combinado com a avaliação do aumento da temperatura por pulsos repetidos.
Longa vida útil: Os supercapacitores híbridos (LIC) geralmente apresentam maior vida útil e menores requisitos de manutenção sob condições de carga e descarga de alta frequência (1 milhão de ciclos, mais de 6 anos de vida útil, aproximadamente 200 vezes maior que a das baterias de chumbo-ácido tradicionais; fonte: Supercapacitores híbridos comparados a baterias de chumbo-ácido típicas). A vida útil e os limites de aumento de temperatura estão sujeitos a especificações e condições de teste específicas. Do ponto de vista do ciclo de vida completo, isso ajuda a reduzir os custos de operação, manutenção e falhas.
Figura 2: Esquema do sistema híbrido de armazenamento de energia:
Bateria de íon-lítio (nível de segundo-minuto) + Capacitor de íon-lítio (buffer de nível de milissegundo)
Baseado no chip japonês Musashi CCP3300SC (3,8V 3000F) do projeto de referência NVIDIA GB300, este módulo apresenta maior densidade de capacidade, maior tensão e maior capacidade em suas especificações publicamente disponíveis: uma tensão operacional de 4,0V e uma capacidade de 4500F, resultando em maior armazenamento de energia por célula e capacidades de buffer mais robustas no mesmo tamanho de módulo, garantindo uma resposta precisa em nível de milissegundos.
Parâmetros principais dos supercapacitores híbridos da série YMIN SLF:
Tensão nominal: 4,0 V; Capacidade nominal: 4500 F
Resistência interna CC/ESR: ≤0,8mΩ
Corrente de descarga contínua: 200A
Faixa de tensão de operação: 4,0–2,5 V
Utilizando a solução de buffer local BBU baseada em supercapacitor híbrido da YMIN, é possível fornecer alta compensação de corrente ao barramento CC em uma janela de milissegundos, melhorando a estabilidade da tensão do barramento. Comparada a outras soluções com a mesma energia disponível e janela de transientes, a camada de buffer normalmente reduz a ocupação de espaço e libera recursos do rack. Também é mais adequada para requisitos de carga e descarga de alta frequência e recuperação rápida, reduzindo a necessidade de manutenção. O desempenho específico deve ser verificado com base nas especificações do projeto.
Guia de Seleção: Correspondência Precisa com o Cenário
Diante dos desafios extremos da capacidade computacional da IA, a inovação nos sistemas de fornecimento de energia é crucial.Supercapacitor híbrido SLF 4.0V 4500F da YMINCom sua sólida tecnologia proprietária, a empresa oferece uma solução de camada buffer BBU de alto desempenho e alta confiabilidade, produzida internamente, fornecendo suporte essencial para a evolução contínua, estável, eficiente e intensiva de data centers de IA.
Caso necessite de informações técnicas detalhadas, podemos fornecer: fichas técnicas, dados de testes, tabelas de seleção de aplicações, amostras, etc. Por favor, forneça também informações essenciais como: tensão do barramento, ΔP/Δt, dimensões do espaço, temperatura ambiente e especificações de vida útil para que possamos fornecer recomendações de configuração rapidamente.
Seção de Perguntas e Respostas
P: A carga da GPU de um servidor de IA pode aumentar em 150% em milissegundos, e as baterias de chumbo-ácido tradicionais não conseguem acompanhar. Qual é o tempo de resposta específico dos supercapacitores de íon-lítio da YMIN e como vocês conseguem esse suporte rápido?
A: Os supercapacitores híbridos YMIN (SLF 4.0V 4500F) baseiam-se em princípios de armazenamento físico de energia e possuem resistência interna extremamente baixa (≤0,8mΩ), permitindo descarga instantânea de alta taxa na faixa de 1 a 50 milissegundos. Quando uma mudança repentina na carga da GPU causa uma queda acentuada na tensão do barramento CC, ele pode liberar uma grande corrente praticamente sem atraso, compensando diretamente a potência do barramento. Isso dá tempo para que a fonte de alimentação BBU (Built-Base) entre em funcionamento e assuma o controle, garantindo uma transição de tensão suave e evitando erros computacionais ou falhas de hardware causadas por quedas de tensão.
Resumo no final deste artigo.
Cenários de aplicação: Adequado para BBUs (Unidades de Alimentação de Backup) de servidores de IA em nível de rack, em cenários onde o barramento CC enfrenta picos de energia/quedas de tensão transitórias em nível de milissegundos; aplicável a uma arquitetura de buffer local “híbrida de supercapacitor + BBU” para estabilização da tensão do barramento e compensação transitória sob quedas de energia de curta duração, flutuações da rede elétrica e mudanças repentinas na carga da GPU.
Principais vantagens: Resposta ultrarrápida em nível de milissegundos (compensando janelas transitórias de 1 a 50 ms); baixa resistência interna/alta capacidade de corrente, melhorando a estabilidade da tensão do barramento e reduzindo o risco de reinicializações inesperadas; suporta altas taxas de carga e descarga e recarga rápida, reduzindo o tempo de recuperação da energia de reserva; mais adequado para condições de carga e descarga de alta frequência em comparação com as soluções de bateria tradicionais, ajudando a reduzir a necessidade de manutenção e os custos totais do ciclo de vida.
Modelo recomendado: Supercapacitor híbrido quadrado YMIN SLF 4.0V 4500F
Aquisição de dados (especificações/relatórios de testes/amostras):
Site oficial: www.ymin.com
Linha direta de suporte técnico: 021-33617848
Referências (Fontes Públicas)
[1] Blog Oficial de Informação Pública/Técnico da NVIDIA: Introdução ao GB300 NVL72 (Power Shelf) - Suavização de Transientes/Armazenamento de Energia em Nível de Rack
[2] Relatórios públicos de meios de comunicação/instituições como a TrendForce: Aplicações LIC relacionadas com GB200/GB300 e informações sobre a cadeia de abastecimento
[3] A Shanghai YMIN Electronics fornece as “Especificações do Supercapacitor Híbrido SLF 4.0V 4500F”
Data de publicação: 20 de janeiro de 2026