composants plus petits pourraient réaliser de grandes économies pour les centres de données: Des chercheurs de Princeton et MIT ont trouvé un moyen d'économiser gros sur la consommation d'énergie des centres de données tout en faisant une composante clé électronique beaucoup plus petite

Le composant, appelé convertisseur de puissance, modifie le flux d'électricité pour répondre aux besoins des pièces d'ordinateur individuels. Tous les ordinateurs ont besoin de convertisseurs pour l'alimentation, mais les chercheurs se concentrent sur ceux qui travaillent dans les centres de données. Dans les documents publiés cette année et l'année dernière dans les transactions IEEE sur l'électronique de puissance, les chercheurs décrivent deux aspects d'une nouvelle approche de la conception des convertisseurs de puissance qui réduisent la taille de leur taille tout en augmentant l'efficacité énergétique.

"Chaque kilowattheure d'électricité produit pour alimenter les centres de données passe par plusieurs étapes de ces convertisseurs," a déclaré Princeton Minjie Chen, professeur adjoint de ingénierie électrique et le Centre Andlinger pour l'énergie et l'environnement, et l'auteur principal des deux articles. "L'amélioration de leur efficacité et la réduction de leur taille signifient que les centres de données peuvent être plus petits et plus puissants tout en utilisant moins d'électricité pour la même demande."

Actuellement, les convertisseurs sont soit à un étage, soit à plusieurs étages. Les versions en une seule étape ne coûtent pas cher à faire, mais moins sophistiqué et non utilisé pour les systèmes de haute performance tels que les centres de données. Les versions multi-étages offrent de meilleures performances, mais leur complexité les rend plus coûteux et plus difficiles à construire.

La partie droite de ce dispositif comporte quatre paires de cellules dans un agencement modulaire, illustrant un exemple de la nouvelle approche de la conception des convertisseurs de puissance. Photo: Frank Wojciechowski

L'approche de Chen combine les deux versions dans un nouveau type appelé un convertisseur de puissance issue de la fusion en plusieurs étapes. La nouvelle approche maintient la performance du convertisseur en plusieurs étapes, mais est moins coûteux et plus économes en énergie. Cette approche utilise une méthode de conception modulaire avec des pièces reconfigurables, permettant aux convertisseurs d'être physiquement plus petits, ainsi que par voie électronique plus sophistiquée que les anciennes versions.

Si elle est adoptée, centres de données seraient en mesure de répondre à trois fois le nombre de serveurs dans un espace donné. Et les chercheurs estiment que leur technologie réduirait le gaspillage d'énergie de 25 % par rapport aux principaux équipements commerciaux. Une large adoption du système proposé par les centres de données pourrait économiser plus de $500 millions par an aux États-Unis. la consommation d'électricité. En termes de consommation d'énergie fossile, ce même chiffre représente l'équivalent de prendre 1 millions de voitures hors de la route chaque année.

Faire passer le concept du laboratoire à l'industrie nécessitera que les ingénieurs apprennent un nouvel ensemble d'outils et de concepts basés sur les méthodes de conception et de contrôle uniques employées par la technologie.. "Notre méthode de conception est très différente de ce que les entreprises connaissent," dit Chen.

Encore, Chen envisage un avenir où son approche mène à des convertisseurs de puissance qui peuvent être programmés avec un logiciel pour n'importe quelle utilisation donnée - une seule unité qui peut être reprogrammée pour être utilisée avec des panneaux solaires, fermes de serveurs ou véhicules électriques. L'objectif à long terme, dit-il est « matériel qui permet une grande flexibilité dans la façon dont il gère le pouvoir. »

D'autres chercheurs sur le papier comprennent Khurram Afridi, Université du Colorado, Rocher (maintenant à l'Université Cornell); Sombuddha Chakraborty, Texas Instruments; et David Perreault, Massachusetts Institute of Technology. Les deux documents ont remporté le premier et le deuxième prix de papier prix place de la Société IEEE Power Electronics dans 2017 et 2018, respectivement.

La source: www.princeton.edu, par Scott Lyon