Come scegliere il condensatore PLP più adatto per gli SSD dei server AI? Un'analisi completa dei condensatori elettrolitici al tantalio polimerico conduttivo e dei condensatori elettrolitici in alluminio ibridi solido-liquido

 

Nei server di intelligenza artificiale, gli SSD sono il componente principale per l'archiviazione e il recupero dei dati e le loro prestazioni influiscono direttamente sull'efficienza di training e inferenza. Con l'adozione diffusa delle interfacce PCIe 5.0/6.0, il consumo energetico e i requisiti di corrente istantanea degli SSD sono aumentati in modo significativo, rendendo la scelta di condensatori di protezione dalle perdite di potenza (PLP) cruciale per la stabilità del sistema.

Soprattutto in condizioni di alta temperatura, carico elevato e funzionamento continuo 24 ore su 24, 7 giorni su 7, i condensatori devono soddisfare contemporaneamente diversi requisiti, tra cui bassa ESR, elevata densità di capacità, lunga durata e stabilità alle alte temperature. In caso contrario, potrebbero verificarsi perdite di dati, danneggiamento del firmware o crash del sistema.

Perché la scelta del condensatore influisce direttamente sulle prestazioni e sulla durata dell'SSD

Quando un SSD subisce un'improvvisa interruzione di corrente, il condensatore PLP deve rilasciare l'energia immagazzinata entro pochi millisecondi per garantire la scrittura sicura dei dati sulla memoria flash NAND. Se l'ESR del condensatore è troppo elevato, si verificherà una notevole caduta di tensione durante la scarica, con il potenziale rischio di errore di scrittura. Se la capacità è insufficiente o il valore della capacità diminuisce significativamente ad alte temperature, non può fornire un tempo di mantenimento sufficiente. Inoltre, negli SSD M.2 compatti (ad esempio, con uno spessore di 5 mm), l'altezza del condensatore è spesso limitata a meno di 1,9 mm e l'efficienza volumetrica (valore CV) determina direttamente se è possibile ottenere un accumulo di energia sufficiente in uno spazio limitato.

Soluzioni per condensatori YMIN

Superare i colli di bottiglia dello storage per soddisfare le esigenze dell'era dell'intelligenza artificiale

Soluzione A: Condensatori elettrolitici al tantalio polimerico conduttivo: un punto di riferimento per le massime prestazioni spaziali

I condensatori elettrolitici al tantalio polimerico conduttivo della serie TQD di YMIN, con il loro design ultrasottile (1,5 mm), sono perfetti per SSD M.2 ultrasottili, risolvendo il problema dei limiti di spazio. L'elevato valore CV (1,0 μF/mm³) e la stabilità alle alte temperature dei condensatori al tantalio garantiscono che, anche in volumi molto ridotti, possano fornire sufficiente energia di protezione in caso di spegnimento per l'SSD, assicurandone il funzionamento stabile a lungo termine in ambienti ad alta temperatura e con carichi elevati.

Ultra sottile e ad alta densità: ilSerie TQDpuò avere un'altezza minima di 1,5 mm e un valore CV massimo di 1,0 μF/mm³, il che lo rende la scelta ideale per gli SSD M.2 ultrasottili.

Robusto e durevole: una nuova struttura completamente solida, di dimensioni standard, con una durata superiore a 100.000 ore a 75 °C e che ha superato rigorosi test doppi a 85 °C, mantenendo la stabilità in condizioni di temperatura e umidità elevate a lungo termine.

Prestazioni stabili: i dati del grafico mostrano variazioni minime nella capacità (C) e nella resistenza equivalente in serie (ESR) con il tempo e la temperatura, garantendo una protezione continua e affidabile.

Lunga durata e alta resistenza alle intemperie: una struttura interamente allo stato solido con una durata prevista superiore a 100.000 ore a 75 °C. Numerose misure di resistenza all'umidità garantiscono che il prodotto superi il doppio test di temperatura e umidità costanti a 85 °C, adatto per un funzionamento stabile sotto carichi ad alta temperatura a lungo termine.

Figura 1: Variazione LC di un condensatore al tantalio da 35 V 68 μF nel tempo

Figura 2: Variazione ESR di un condensatore al tantalio da 35 V 68 μF nel tempo

Figura 3: Variazione di ΔC/Co nel tempo per un condensatore al tantalio da 35 V 68 μF

Opzione B: condensatori elettrolitici ibridi polimerici in alluminio: la scelta migliore per elevata affidabilità e convenienza

Per gli SSD di livello enterprise che richiedono grandi capacità, i condensatori elettrolitici in alluminio ibridi polimerici di ymin rappresentano la scelta ideale grazie al loro eccellente rapporto qualità-prezzo. Offrono una durata eccezionalmente lunga di 10.000 ore a 105 °C, mantenendo un basso ESR e una buona stabilità della capacità anche in ambienti con variazioni di temperatura significative.

Durevole e duraturo: garantisce oltre 10.000 ore di funzionamento a 105°C, soddisfacendo le esigenze operative a lungo termine dei server.

Rispettoso del sistema: la modalità di errore è "circuito aperto", offrendo una maggiore ridondanza di sicurezza per i sistemi di archiviazione dati di alto valore rispetto alla modalità cortocircuito.

Vantaggio in termini di costi: ottimizzazione significativa dei costi BOM con prestazioni simili, il che lo rende una scelta eccellente per SSD di livello enterprise di grandi capacità e di uso comune.

Condensatori elettrolitici in alluminio ibridi solido-liquido vs. polimeri conduttivi al tantalio

Per affrontare le sfide sopra descritte, ymin offre due soluzioni di condensatori PLP tradizionali. Di seguito è riportato un confronto strutturato basato su dati misurati:

Tabella 1: Caratteristiche del prodotto del condensatore elettrolitico in alluminio ibrido solido-liquido e in polimero conduttivo al tantalio

Dimensione caratteristica	Condensatore elettrolitico al tantalio in polimero conduttivo	Condensatore elettrolitico in alluminio ibrido polimerico	Valore di progettazione SSD
Efficienza del volume (valore CV)	Estremamente elevato (1,0μF/mm³)	Alto (0,46μF/mm³)	I condensatori al tantalio sono la prima scelta per un design ultracompatto
Altezza del prodotto	Ultra sottile, può essere basso fino a 1,5 mm	Diametro piccolo, montaggio superficiale con altezza di circa 3,55 mm	I condensatori al tantalio non richiedono l'inserimento di slot sul PCB; i condensatori elettrolitici in alluminio richiedono la progettazione dell'inserimento di slot sul PCB
Resistenza equivalente in serie (ESR)	Basso	Estremamente basso	I condensatori elettrolitici ibridi in alluminio hanno una migliore capacità di scarica istantanea e risposta
Durata di servizio	Estremamente lungo (tutto allo stato solido)	Lungo (Sistema ibrido liquido-solido)	Entrambi soddisfano i requisiti di lunga durata e la durata teorica dei condensatori al tantalio è migliore
Caratteristiche della temperatura	Eccellente, il valore di capacità/ESR cambia poco con la temperatura	Buono, il valore della capacità/ESR cambia poco con la temperatura	Entrambi funzionano stabilmente in ambienti ad alta temperatura
Modalità di errore	Cortocircuito (è richiesta la progettazione della protezione del circuito)	Circuito aperto	La modalità di guasto dei condensatori elettrolitici ibridi in alluminio è più sicura, con un rischio di sistema inferiore
Costo	Più alto	Ha vantaggi significativi	I condensatori elettrolitici ibridi in alluminio possono ottimizzare notevolmente il costo complessivo

Tabella 2: Confronto delle specifiche tipiche per celle elettrolitiche in alluminio ibride solido-liquido e tantalio polimerico conduttivo

Parametro chiave / Valore della capacità	Condensatore elettrolitico in alluminio YMIN TQD 35V47μF (7,3 * 4,3 * 1,5)	Condensatore elettrolitico ibrido in alluminio solido NGY 35V100μF (5 * 11)
Sovratensione	41V	41V
Tensione di picco di tenuta (transitoria)	47,3 V	55V
Tensione di lavoro supportabile	35V	35V
Intervallo di tolleranza della capacità	±20%	±10%
Valore tipico della capacità	Circa 42μF	Circa 105μF
Dimensioni specifiche	7,3x4,3x1,5 mm, altezza del condensatore: 1,5 mm	φ5,0x11,5 mm, Altezza di posa del condensatore: 5,0 mm (Supporta il montaggio in posizione orizzontale, è richiesta la progettazione dello slot PCB)
Intervallo di temperatura di esercizio	-55℃~ +105℃	-55℃~ +105℃
Durata prevista	>2000 ore a 105℃	>10000 ore a 105℃
	>100000 ore a 75℃	>80000 ore a 75℃
Limite inferiore della capacità alla fine della durata nominale	Oltre il 90% del valore di capacità iniziale	Oltre l'85% del valore di capacità iniziale
Variazione della capacità con la temperatura	Intervallo -5%~ +20% (-55℃~ +105℃)	±7% intervallo (-55℃~ +105℃)
Capacità di resistenza alla carica e alla scarica	Dopo 20.000 cicli di carica-scarica, la capacità rimane superiore al 90% del valore iniziale	Dopo 20.000 cicli di carica-scarica, la capacità rimane superiore al 90% del valore iniziale
Confronto dei costi	100% (punto di riferimento)	Circa il 15% (costo del materiale + costo del sistema, riduzione totale prevista di circa l'85%)

Confronto delle soluzioni di condensatori YMIN: perfettamente adattabili alle diverse esigenze applicative degli SSD

Tabella 3: Raccomandazioni per la selezione del condensatore YMIN per diversi SSD

Scenari applicativi SSD	Soluzione consigliata	Motivo principale	Riferimento alle specifiche tipiche YMIN
SSD M.2 ultrasottile (5 mm di spessore)	Condensatore elettrolitico al tantalio in polimero conduttivo	L'unica soluzione in grado di fornire un'elevata capacità a livello millimetrico - altezza	TQD 35V 47μF (1,5 mm di altezza)
SSD per server AI ad alte prestazioni	Condensatore elettrolitico al tantalio in polimero conduttivo	Lunga durata, elevata affidabilità, corrispondente al periodo di garanzia del server	TQD 35V 47/68μF
SSD SATA mainstream/economico	Condensatore elettrolitico in alluminio ibrido polimerico	Miglior rapporto costo-prestazioni, garantendo affidabilità di base e durata	NGY 35V 100μF
SSD U.2 di livello Enterprise di grande capacità	Disponibili soluzioni doppie	Prestazioni di prim'ordine: elevato rapporto costo-prestazioni dei condensatori al tantalio; condensatori ibridi in alluminio	Personalizzato in base agli obiettivi di costo e prestazioni del cliente

Sezione Q&A

D: Come scegliere tra i due tipi di condensatori?

R: La scelta dipende dalle tue esigenze principali.

Se il tuo progetto presenta limiti di spazio estremi (come M.2 ultrasottile) e richiede la massima stabilità alle alte temperature e una lunga durata, i condensatori elettrolitici al tantalio polimerico conduttivo ymin sono la scelta ideale.

Se il tuo progetto prevede un certo spazio di layout e cerca il miglior equilibrio tra affidabilità e costo totale del sistema, privilegiando al contempo una modalità di guasto "a circuito aperto" più sicura, i condensatori elettrolitici ibridi in alluminio polimerico Ymin rappresentano una soluzione migliore.

Conclusione

Scegli ymin per garantire la stabilità e le prestazioni del tuo sistema di archiviazione server AI.

Ymin offre due linee di prodotti principali nel campo dei condensatori: condensatori elettrolitici al tantalio polimerico conduttivo e condensatori elettrolitici ibridi in alluminio polimerico. Che si tratti di SSD ultrasottili con vincoli di spazio o di SSD di livello enterprise che richiedono elevata capacità e supporto ad alta potenza, possiamo fornire consulenza professionale e affidabile nella selezione dei condensatori, aiutando i clienti a trovare il miglior equilibrio tra prestazioni, costi e affidabilità. Per specifiche dettagliate, report di prova, tabelle di selezione o per richiedere campioni, visitate il sito web di Ymin o contattate il nostro supporto tecnico. Possiamo fornirvi un supporto personalizzato nella selezione del vostro progetto specifico.