onsemi inaugura il design center di Milano

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Progettare, collaudare e validare sistemi e prodotti per migliorare la gestione dell’alimentazione negli ambienti di data center, e risparmiare energia, è la missione al centro delle attività del design center di onsemi a Milano. Il centro di progettazione, attivato nel 2018, è stato inaugurato simbolicamente con il taglio del nastro quest’anno, verso fine novembre, in occasione di una visita dedicata alla stampa.

Il design center è equipaggiato con attrezzature e apparati di laboratorio di ultima generazione, per lo sviluppo e test di prodotti di power management indirizzati ai server maker e ai data center dei principali “hyperscalers”.

Nel corso dell’incontro stampa, prima di passare alla visita guidata al design center, la società di semiconduttori ha chiarito la propria visione strategica: anche nel quadro di una crescente attenzione alla sostenibilità del business, per rispondere alle esigenze del settore a livello globale, la strategia di onsemi è sviluppare e commercializzare soluzioni di alimentazione intelligenti ad elevata efficienza, per ottimizzare i consumi di energia nelle infrastrutture cloud e di telecomunicazioni. Tali soluzioni includono controllori multifase, regolatori PoL (point-of-load), stadi di potenza intelligenti e topologie a 48V.

In merito all’importanza d’incrementare l’efficienza di alimentazione nelle attuali infrastrutture cloud, onsemi dichiara che, rispetto alla concorrenza, le proprie soluzioni sono in grado di fornire un miglioramento dell’efficienza superiore allo 0,5%, e che ciò, sul ciclo di vita dei data center “hyperscale”, si traduce in risparmi di energia dell’ordine di circa 80 milioni di dollari.

Data center, verso nuove architetture di alimentazione

Soprattutto nel contesto post-pandemico, e di crescente domanda, espressa dal mercato, di applicazioni cloud evolute ad elevata capacità computazionale, come quelle di intelligenza artificiale e machine learning, i moderni data center devono soddisfare nuovi requisiti di efficienza. Ciò sta spingendo i progettisti a far evolvere le tradizionali architetture a 12V verso architetture di alimentazione basate su tensione a 48V, in grado di ridurre le perdite di potenza, migliorare l’efficienza, le performance e, al contempo, abbassare le emissioni di gas serra

Uno scorcio del design center di onsemi a Milano

Nel design center di Milano, le attività di sviluppo e test sono focalizzate sia sulle architetture a 12V, sia su quelle a 48V. Il lavoro di progettazione copre il flusso completo dello sviluppo prodotto, a partire dalla tecnologia del silicio, per passare alla progettazione del sistema di controllo, allo sviluppo dei singoli dispositivi, e poi all’ideazione, implementazione (a livello digitale, analogico, firmware, software), validazione e test dell’applicazione, da proporre al cliente finale.

Concentrandosi principalmente sulle soluzioni cloud destinate a supportare le variegate tipologie di servizi di cloud computing commercializzati dai vari cloud provider, le attività di sviluppo nel power management, spiega Alessandro Zafarana, Chief Architect for Cloud Power di onsemi, riguardano schede server con CPU Intel Xeon per sistemi rack. “In realtà – precisa Zafarana – nella nostra roadmap, nei prossimi anni, oltre a CPU  Intel, avremo anche dispositivi AMD”. Nelle schede, l’alimentazione della CPU è fornita da un array di DC-DC converter che operano in parallelo, sincronizzati, e in grado di alimentare tutti i core della CPU.

Alcune delle soluzioni di power management mostrate per le applicazioni di data center

Esigenze d’integrazione e interoperabilità architetturale

La filosofia di progettazione delle schede deve tener conto delle esigenze dei diversi utenti finali, che possono non aver ancora compiuto una completa transizione verso architetture a 48V, e quindi ricercano soluzioni in grado di consentire un’integrazione tra le due architetture di alimentazione, a 48V e 12V. Ci sono casi in cui, ad esempio, chiarisce Zafarana, l’utente dispone di rack a 48V, ma ha schede server a 12V, che vuol mantenere e riutilizzare, e dunque ha necessità di un’interfaccia, nello specifico una PDB (power distribution board), in grado di eseguire la conversione, e funzionare da ponte capace di fornire tale compatibilità. In fase di sviluppo delle schede, aggiunge, è importante considerare che i convertitori 48-12 devono essere scalabili. In altre parole, la componente di controllo, e tutta la topologia del DC-DC converter, deve essere progettata in modo tale da prevedere una scalabilità, in funzione dei differenti requisiti di potenza richiesti dalle piattaforme server.

Data center e server, due funzionalità chiave dei dispositivi controller

Nella progettazione dei prodotti in questo ambito, un ruolo chiave è giocato dal dispositivo controllore. Oltre a monitorare con precisione la corrente che il DC-DC converter sta erogando, il controllore svolge anche un’altra importante funzione, “quella di telemetry hub” aggiunge Zafarana. “Oggi, ormai, quasi tutti gli utenti in questo ambito richiedono server in grado di gestire la telemetria, perché la telemetria aiuta a determinare i consumi di energia di interi rack”.

Il controllore esegue questa seconda funzione, acquisendo dati in tensione, corrente, potenza, e anche i consumi in chilowattora, per i clienti che richiedono un contatore dell’energia.

Inoltre, attraverso i dati di telemetria, diventa possibile comprendere come vengono utilizzati i server, e qual è il loro livello di carico, in termini di workload. “In base a tali dati, i gestori di data center possono riscontrare se un server è particolarmente sottoutilizzato – spiega Zafarana – ed allocare più processi sui differenti core della CPU del server stesso, per tenerlo il più possibile occupato”. Tutti questi dati telemetrici possono essere forniti dai dispositivi di onsemi.

Sistema di collaudo delle CPU, basato su un simulatore di Intel

Test cruciali per l’affidabilità dei servizi cloud

Per poter commercializzare soluzioni di power management certificate Intel, onsemi, conclude Zafarana, “deve superare una serie di test”. Si tratta, essenzialmente, di ‘stress test’ che, attraverso opportuni script, vengono lanciati attraverso un simulatore della CPU, fornito da Intel stessa. Tale macchina è in grado di generare differenti scenari e profili di utilizzo, emulando, in sostanza, il traffico e i carichi a cui la CPU può essere sottoposta, spingendola anche a raggiungere limiti che, nei casi d’uso reali, difficilmente possono essere raggiunti. In tal modo, questa tipologia di test consente di validare la soluzione, secondo gli standard Intel, ottenendo un sistema di alimentazione affidabile anche in situazioni e scenari operativi particolarmente critici.

Risparmi di energia ottenibili nei data center

In apertura – Il momento del taglio del nastro, nel design center di onsemi a Milano. (Da sinistra: Alessandro Zafarana, Chief Architect for Cloud Power di onsemi; Roberto Guerrero, GM Cloud Power; Enrico Corti, VP European Sales)

Giorgio Fusari

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