반도체 전문 온라인 매거진 - 올포칩

비디오 스트리밍, 버추얼 컨퍼런스, 클라우드 서비스, 암호화폐 등 다양한 디지털 애플리케이션을 통해 데이터양이 기하급수적으로 증가할 것이다. 전문가들에 따르면 앞으로 15년 안에 데이터양이 146배나 증가할 것이라고 한다. 미국 국제 무역 위원회(ITC)는 이르면 2025년에 데이터 규모가 175제타바이트(약 175,000,000,000,000,000,000,000바이트)에 이를 것으로 전망하고 있다. 현재 약 8천 개의 데이터 센터가 이처럼 엄청난 양의 데이터를 처리하고 저장하고 네트워크화하고 있다. 데이터 센터는 성능과 보안이 중요할 뿐만 아니라 수익성과 지속가능성을 위해서 에너지 효율을 극대화하는 것 또한 중요하다. 

이러한 요구 사항을 해결하고 데이터 센터의 탈탄소화를 가능하게 하기 위해 클라우드, AI/ML, 스토리지, 5G/에지를 위한 IT 솔루션 제공 업체인 슈퍼마이크로컴퓨터는 인피니언 테크놀로지스(코리아 대표이사 이승수)의 고효율 파워 스테이지 반도체를 채택했다. 슈퍼마이크로의 서버 기술 부사장인 만띠엔 판(Manhtien Phan)은 “우리는 녹색 컴퓨팅 플랫폼을 개발할 때 에너지 효율 향상을 통해서 전력 소모를 낮출 수 있는 업체들을 선택했다. 슈퍼마이크로의 솔루션과 인피니언 기술을 사용해서 시스템 전력 소모를 낮추게 되었으며, 이것은 데이터 센터의 전반적인 전력 사용을 줄이고 궁극적으로 환경에 대한 영향을 낮출 것이다.”라고 말했다. 

인피니언의 전력 및 센서 시스템 부문의 아담 화이트(Adam White) 사장은 “데이터 센터 냉각이 에너지 소비에 있어서 큰 비중을 차지한다. 인피니언의 에너지 효율적인 TDA21490 및 TDA21535 파워 스테이지 제품은 데이터 센터에서 열 발산을 줄이도록 설계되었다. 이들 반도체는 높은 온도를 견딜 수 있고 신뢰성이 뛰어나므로 서버의 자유 공랭을 가능하게 하며, 이는 데이터 센터의 전력 사용 효율을 더 향상시켜서 에너지 효율을 높이도록 한다.”라고 말했다. 

전력 사용 효율(PUE) 지수는 데이터 센터로 제공된 총 전력을 IT 장비가 실제로 소모한 전력으로 나눈 것이다. 이상적인 PUE 값은 1.0이다. 이것은 다시 말해서 데이터 센터에 필요한 모든 전력이 냉각이나 전력 변환 같은 오버헤드 비용이 아니라 실제 컴퓨팅 장비에 사용된다는 뜻이다. 최근 조사에서 IT 및 데이터 센터 관리자들은 자신들의 대규모 데이터 센터에서 연평균 PUE가 1.57에 이른다고 응답했으며, 이는 관리되지 못한 냉각 및 전력 비용 향상 및 CO2 발자국 감소의 여지가 있음을 나타낸다. 

슈퍼마이크로의 그린 컴퓨팅 플랫폼은 PUE를 크게 향상시킬 수 있다. 특히 MicroBlade 제품군은 6U로 112 x 1-소켓 Atom 노드, 56 x 1-소켓 Xeon 노드, 28 x 2-소켓 Xeon 노드에 이르기까지 다양한 프로세서로 최대의 서버 밀도를 제공한다. 자유 공랭과 BBP(Battery Backup Power) 같은 데이터 센터 친화적 기능과 디자인으로 설치와 프로비저닝 또한 대규모로 손쉽게 할 수 있다. 마이크로블레이드(MicroBlade)는 표준 1U 랙마운트 서버와 비교해서 86퍼센트 향상된 전력 효율과 56퍼센트 향상된 밀도를 달성한다. 

마이크로블레이드 서버는 인피니언의 OptiMOS IPS(integrated power stage) TDA21490과 TDA21535를 채택했다. TDA21490은 서버, 메모리, AI, 네트워킹 애플리케이션에 사용되는 고성능 xPU, ASIC, SoC로 견고하고 신뢰할 수 있는 전압 레귤레이터 디자인을 가능하게 한다. 이 디바이스는 열효율 패키지에 OptiMOS 전력 MOSFET을 채택해서 최대의 효율을 달성한다. 정지 전류가 낮은 드라이버로 딥 슬립 모드가 가능하므로 경부하 시 효율을 추가적으로 향상시키고 뛰어난 전류 모니터링으로 시스템 성능을 향상시킨다. 견고한 OptiMOS MOSFET 기술과 더불어 포괄적인 결함 보호 기능은 시스템의 견고성과 신뢰성을 높인다. 

TDA21535는 정지 전류가 낮은 동기 벅-게이트 드라이버 IC와 하이사이드 및 로우사이드 MOSFET을 단일 패키지로 통합했으며, 능동 다이오드 구조로 바디 다이오드 순방향 전압(Vsd)이 쇼트키 배리어 다이오드와 마찬가지로 낮다. 내부 MOSFET 전류 측정 알고리즘과 온도 보정 기능은 최고 수준의 컨트롤러 기반 유도 DC 저항 측정 기법과 비교해서 더 우수한 전류 측정 정확도를 달성한다. 최대 1.5MHz 스위칭 주파수로 동작하여 우수한 성능의 트랜션트 응답을 달성하고 앞선 효율은 그대로 유지하면서 출력 인덕턴스와 커패시턴스를 낮출 수 있도록 한다.