La corsa a supportare ambienti di intelligenza artificiale sempre più performanti sta spingendo la densità di potenza per rack a livelli che l'infrastruttura elettrica convenzionale non è più in grado di sostenere. La causa è architetturale: per ridurre la latenza di comunicazione chip-to-chip, i progettisti concentrano un numero sempre maggiore di GPU in un singolo rack, il che significa concentrare in quello stesso spazio fisico una quantità di potenza sempre crescente.

L'approccio tradizionale alla distribuzione elettrica, in cui alimentatori interni a ciascun server convertono la tensione AC in tensione 12 V in corrente continua, regge fino a circa 170 kW di potenza per rack. Oltre questa soglia, un vero e proprio "affollamento" di PDU di grandi dimensioni, connettori di potenza e collettori di raffreddamento a liquido, unita allo spazio occupato dagli alimentatori dentro ogni server, rende le architetture classiche decisamente inadatte al mondo AI.

Una alternativa già diffusa è l'architettura open rack, che raggruppa gli alimentatori in power shelf condivisi e distribuisce un busbar DC a bassa tensione (storicamente 12 V, oggi 48 V) all'interno del rack. Anche in questo caso, però, emergono vincoli strutturali: la congestione dei cavi AC che alimentano i power shelf, lo spazio sottratto all'IT da power shelf e batterie, la tensione troppo bassa (48-54 V) del busbar che ne limita la capacità di potenza. Per questi limiti, all'atto pratico l'architettura open rack è una soluzione adeguata solo fino a circa 400 kW per rack. 

Superati i 400 kW per rack, la soluzione strutturale più gettonata prevede di spostare la conversione AC-DC fuori dal rack IT e soprattutto di innalzare la tensione di distribuzione. Ecco perché il mondo data center sta adottando gli 800 V DC come tensione di riferimento per le alte densità rack. Questa scelta non è casuale: nasce tra l'altro dall'esperienza già maturata nel settore della ricarica dei veicoli elettrici - che ha già validato componentistica, connettori e protezioni a tensioni e potenze paragonabili - e dalla necessità di una soluzione producibile, distribuibile e supportabile su scala globale.

Una alimentazione, molte scelte

Gli 800 V DC non vanno interpretati come un'architettura unica e monolitica, sempre uguale a se stessa, ma come una famiglia di architetture possibili che variano in base a varie scelte tecnologiche: la posizione in cui avviene la conversione AC/DC, lo schema di isolamento e messa a terra, la forma della tensione, il livello di ridondanza implementato, la collocazione dell'accumulo energetico.

Tra queste variabili, la posizione della conversione è quella che più influenza tutte le altre e la si affronta tipicamente con power rack dedicati - talvolta chiamati sidecar - posizionati accanto ai rack IT ma fisicamente separati. Il power rack sta emergendo come la scelta più pragmatica perché minimizza le modifiche all'ecosistema AC esistente, si appoggia a una filiera di componenti già relativamente matura, contiene il rischio di guasto al singolo rack, accorcia i tempi di implementazione.

Il passaggio alle architetture a 800 V in corrente continua comunque non è banale, e non solo per questioni strettamente tecnologiche. Il numero di elettricisti, tecnici e service provider con esperienza diretta di installazione e commissioning di sistemi DC ad alta tensione è ancora relativamente limitato, così come la standardizzazione della componentistica a livello di sistema completo. L'esperienza pregressa con sistemi DC diventa quindi un fattore differenziante concreto per i fornitori tecnologici. E si traduce, prosaicamente, nella capacità di anticipare problemi di integrazione e rispettare i tempi di consegna.