AI Data Center ก้าวสู่ยุค 1 MW ต่อ Rack ชูระบบไฟฟ้า 800 VDC พลิกโฉมพลังงานแห่งอนาคต

อุตสาหกรรม Artificial Intelligence หรือ AI กำลังผลักดันให้โครงสร้างพื้นฐาน Data Center เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว จากเดิมที่ Data Center ถูกออกแบบให้รองรับ Server Rack ซึ่งใช้กำลังไฟฟ้าเพียงไม่กี่กิโลวัตต์ต่อ Rack ไปสู่ AI Rack ที่ใช้กำลังไฟฟ้าหลายสิบถึงหลายร้อยกิโลวัตต์ และกำลังมีการพัฒนาแนวคิดรองรับกำลังไฟฟ้าระดับ 1 เมกะวัตต์ หรือ 1 MW ต่อ Rack

การเปลี่ยนแปลงดังกล่าวไม่ได้เป็นเพียงเรื่องของ GPU หรือ Server ที่มีประสิทธิภาพสูงขึ้นเท่านั้น แต่กำลังสร้างความท้าทายครั้งใหญ่ให้กับระบบไฟฟ้าภายใน Data Center โดยเฉพาะการส่งกำลังไฟฟ้าจำนวนมหาศาลไปยังอุปกรณ์ประมวลผลภายในพื้นที่จำกัด

ที่ผ่านมา Data Center ส่วนใหญ่ใช้ระบบจ่ายไฟฟ้ากระแสสลับ หรือ Alternating Current (AC) ผ่านหม้อแปลง ระบบ UPS และ Power Distribution Unit ก่อนแปลงเป็นไฟฟ้ากระแสตรง หรือ Direct Current (DC) สำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

แต่เมื่อ AI Rack ต้องการกำลังไฟฟ้าสูงขึ้นอย่างรวดเร็ว ระบบจ่ายไฟฟ้าแบบเดิมอาจต้องใช้สายไฟและ Busbar ขนาดใหญ่ขึ้น เพิ่มจำนวนวงจรจ่ายไฟ และเพิ่มพื้นที่สำหรับอุปกรณ์แปลงไฟฟ้า

สิ่งเหล่านี้ส่งผลต่อต้นทุน การสูญเสียพลังงาน ความซับซ้อนของระบบ และความสามารถในการขยาย Data Center ในอนาคต

ล่าสุด Schneider Electric ได้นำเสนอแนวคิดการพัฒนาระบบจ่ายไฟฟ้าสำหรับ AI Rack ขนาด 1 MW ผ่านหัวข้อ “The 1 MW Rack and Going Beyond the Sidecar: Optimizing 800 VDC for Power Distribution” โดย Jim Simonelli ประธานเจ้าหน้าที่ฝ่ายเทคโนโลยีของธุรกิจ Data Center

ประเด็นสำคัญคือการนำระบบไฟฟ้ากระแสตรงแรงดัน 800 โวลต์ หรือ 800 VDC มาใช้เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการส่งกำลังไฟฟ้า ลดการสูญเสีย และรองรับความหนาแน่นของกำลังประมวลผลที่สูงขึ้น

นี่อาจเป็นจุดเปลี่ยนสำคัญของ Data Center เพราะในอนาคตการแข่งขันด้าน AI ไม่ได้ขึ้นอยู่กับจำนวน GPU เพียงอย่างเดียว แต่ขึ้นอยู่กับความสามารถในการส่งไฟฟ้าไปยัง GPU ได้อย่างมีประสิทธิภาพและปลอดภัยด้วย

จาก Server Rack 5-10 kW สู่ AI Rack ระดับ 1 MW

ในอดีต Enterprise Data Center จำนวนมากมีความหนาแน่นของกำลังไฟฟ้าประมาณ 5-10 kW ต่อ Rack ขณะที่ Data Center สำหรับ High Performance Computing หรือ HPC อาจมีความต้องการไฟฟ้าสูงกว่านั้น

เมื่อเข้าสู่ยุค AI ความต้องการกำลังไฟฟ้าต่อ Rack เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว เนื่องจาก GPU ประสิทธิภาพสูงจำนวนมากต้องทำงานร่วมกันภายในระบบเดียว

AI Rack รุ่นใหม่บางประเภทมีความต้องการไฟฟ้าหลายสิบถึงมากกว่า 100 kW ต่อ Rack และผู้พัฒนาเทคโนโลยีกำลังมองไปสู่สถาปัตยกรรมที่สามารถรองรับระดับหลายร้อยกิโลวัตต์จนถึง 1 MW

อย่างไรก็ตาม 1 MW ต่อ Rack ยังเป็นเป้าหมายสำหรับสถาปัตยกรรม AI ความหนาแน่นสูงในอนาคต ไม่ใช่ระดับการใช้ไฟฟ้ามาตรฐานของ AI Rack ทุกประเภทในปัจจุบัน

เพื่อให้เห็นภาพ หาก Data Center มี IT Load 100 MW และใช้ Rack ขนาด 10 kW จะต้องมี Rack ประมาณ 10,000 ตู้ แต่หากสามารถพัฒนาระบบที่รองรับ Rack ขนาด 1 MW ได้จริง ในทางคณิตศาสตร์ IT Load 100 MW อาจถูกรวมไว้ใน Rack เพียง 100 ตู้

แน่นอนว่าการลดจำนวน Rack ไม่ได้หมายความว่าจะลดพื้นที่ Data Center ได้ในสัดส่วนเดียวกัน เพราะยังต้องมีพื้นที่สำหรับระบบไฟฟ้า ระบบทำความเย็น ทางเดินบำรุงรักษา ระบบเครือข่าย และโครงสร้างพื้นฐานอื่น ๆ

แต่ตัวอย่างนี้สะท้อนว่าความหนาแน่นของกำลังประมวลผลกำลังเปลี่ยนวิธีออกแบบ Data Center อย่างมีนัยสำคัญ

ทำไมระบบไฟฟ้าแรงดันต่ำแบบเดิมจึงเริ่มมีข้อจำกัด?

หลักการพื้นฐานทางไฟฟ้าคือ กำลังไฟฟ้าเท่ากับแรงดันไฟฟ้าคูณกระแสไฟฟ้า สำหรับวงจร DC เมื่อกำลังไฟฟ้าที่ต้องส่งเพิ่มขึ้น หากแรงดันไฟฟ้ายังคงต่ำ กระแสไฟฟ้าจะต้องเพิ่มขึ้นตาม

ตัวอย่างเช่น หากต้องส่งกำลังไฟฟ้า 1 MW ด้วยระบบ 48 VDC จะต้องมีกระแสไฟฟ้ารวมประมาณ 20,833 แอมแปร์ แต่หากเพิ่มแรงดันเป็น 800 VDC กระแสไฟฟ้าจะลดลงเหลือประมาณ 1,250 แอมแปร์

นั่นหมายความว่าระบบ 800 VDC สามารถส่งกำลังไฟฟ้าเท่ากันโดยใช้กระแสไฟฟ้าน้อยกว่าระบบ 48 VDC ประมาณ 16.7 เท่า

ความแตกต่างนี้มีความสำคัญมาก เพราะการสูญเสียในตัวนำไฟฟ้าสัมพันธ์กับกำลังสองของกระแสไฟฟ้า หรือ I²R Loss

หากใช้ตัวนำที่มีความต้านทานเท่ากันและเปรียบเทียบภายใต้เงื่อนไขเดียวกัน การลดกระแสไฟฟ้าจะช่วยลดการสูญเสียในตัวนำได้อย่างมาก

อย่างไรก็ตาม ในระบบจริง สายไฟ และ Busbar จะถูกออกแบบให้มีขนาดแตกต่างกันตามแรงดัน กระแส ความปลอดภัย และข้อจำกัดด้านอุณหภูมิ จึงไม่สามารถนำสัดส่วนการลดกระแสไปสรุปเป็นผลประหยัดพลังงานทั้งระบบได้โดยตรง

ประโยชน์ของ 800 VDC จึงอยู่ที่การเพิ่มความสามารถในการส่งกำลังไฟฟ้าด้วยกระแสที่จัดการได้ง่ายขึ้น ลดความจำเป็นในการใช้ตัวนำขนาดใหญ่มาก และเปิดโอกาสให้ปรับปรุงประสิทธิภาพของระบบจ่ายไฟฟ้า

เปรียบเทียบระบบ 48 VDC กับ 800 VDC เมื่อ AI Rack ใช้ไฟฟ้า 1 MW

หากพิจารณาการส่งกำลังไฟฟ้า 1 MW ด้วยแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงที่แตกต่างกัน จะเห็นว่าการเพิ่มแรงดันช่วยลดกระแสไฟฟ้าได้อย่างชัดเจน

ตัวเลขดังกล่าวเป็นการคำนวณตามหลักการไฟฟ้าในอุดมคติ โดยยังไม่รวมการสูญเสียในระบบและความแตกต่างของแรงดันระหว่างการใช้งานจริง

เมื่อเปรียบเทียบ 48 VDC กับ 800 VDC จะเห็นว่าการเพิ่มแรงดันช่วยลดกระแสไฟฟ้าได้ประมาณ 94%

แต่ไม่ได้หมายความว่าระบบ 800 VDC จะประหยัดไฟฟ้าได้ 94% เพราะการสูญเสียพลังงานจริงขึ้นอยู่กับความต้านทานของตัวนำ ประสิทธิภาพอุปกรณ์แปลงไฟฟ้า และการออกแบบระบบทั้งหมด

สำหรับ AI Rack ขนาด 1 MW แม้ใช้ 800 VDC ก็ยังมีกระแสไฟฟ้าประมาณ 1,250 A ซึ่งถือว่าสูงมาก และต้องใช้ระบบ Busbar, Connector, Circuit Protection และอุปกรณ์ควบคุมที่ออกแบบมารองรับโดยเฉพาะ

นอกจากนี้การจ่ายไฟฟ้าระดับ 1 MW ไม่จำเป็นต้องใช้วงจรเดียว แต่สามารถแบ่งเป็นหลายวงจรเพื่อเพิ่มความสามารถในการควบคุม การบำรุงรักษา และความน่าเชื่อถือของระบบ

ดังนั้น 800 VDC ไม่ได้ทำให้การออกแบบระบบไฟฟ้ากลายเป็นเรื่องง่ายโดยอัตโนมัติ แต่ช่วยให้การส่งกำลังไฟฟ้าความหนาแน่นสูงมีความเป็นไปได้ทางวิศวกรรมมากขึ้น

ทำไมต้องเปลี่ยนจากระบบ AC ไปสู่ DC?

ระบบ Data Center แบบดั้งเดิมมักรับไฟฟ้ากระแสสลับจากระบบจำหน่าย ก่อนผ่านหม้อแปลง UPS และระบบจ่ายไฟฟ้าไปยัง Server

ภายใน Server เอง อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เช่น CPU, GPU และ Memory ไม่ได้ใช้ไฟฟ้ากระแสสลับโดยตรง แต่ต้องแปลงเป็นไฟฟ้ากระแสตรงที่มีแรงดันเหมาะสมกับอุปกรณ์

ดังนั้นระบบจ่ายไฟฟ้าแบบเดิมจึงมีการแปลงพลังงานหลายขั้นตอน ซึ่งแต่ละขั้นตอนมีการสูญเสียบางส่วน

แนวคิด 800 VDC มุ่งปรับปรุงสถาปัตยกรรมการจ่ายไฟฟ้า โดยนำไฟฟ้ากระแสตรงแรงดันสูงกว่าระบบ DC แรงดันต่ำแบบเดิมมาใช้ส่งกำลังไฟฟ้าในระดับ Rack หรือระบบจ่ายไฟใกล้ Rack แล้วจึงแปลงแรงดันลงให้เหมาะสมกับอุปกรณ์ GPU และ Server

หากสามารถลดจำนวนขั้นตอนการแปลงไฟฟ้า หรือใช้ Power Electronics ที่มีประสิทธิภาพสูงขึ้น ก็อาจช่วยลดการสูญเสียพลังงานได้

อย่างไรก็ตาม การใช้ 800 VDC ไม่ได้หมายความว่าระบบจะมีประสิทธิภาพสูงกว่า AC ทุกกรณี เพราะระบบ AC รุ่นใหม่ก็มีอุปกรณ์ UPS และ Power Distribution ที่มีประสิทธิภาพสูงเช่นกัน

การเปรียบเทียบจึงต้องประเมินประสิทธิภาพตั้งแต่จุดรับไฟฟ้าจนถึงอุปกรณ์ IT ภายใต้ภาระการใช้งานจริง รวมถึงการทำงานในสภาวะโหลดต่ำและสภาวะผิดปกติ

Beyond the Sidecar คืออะไร และทำไมจึงสำคัญ?

คำว่า Sidecar ในบริบทของ AI Rack หมายถึงตู้หรือโมดูลสนับสนุนที่ติดตั้งอยู่ด้านข้าง Rack หลัก เพื่อรองรับอุปกรณ์บางประเภท เช่น ระบบจ่ายไฟฟ้า อุปกรณ์แปลงไฟฟ้า หรือระบบสนับสนุนอื่นตามการออกแบบ

เมื่อ AI Rack มีความต้องการไฟฟ้าสูงขึ้น การใช้ตู้ Sidecar อาจช่วยแยกอุปกรณ์ไฟฟ้าออกจากพื้นที่ GPU ทำให้สามารถออกแบบและบำรุงรักษาได้สะดวกขึ้นในบางสถาปัตยกรรม

แต่เมื่อกำลังไฟฟ้าเพิ่มขึ้นสู่ระดับหลายร้อยกิโลวัตต์หรือ 1 MW การใช้ Sidecar หลายตู้ก็อาจทำให้ต้องใช้พื้นที่มากขึ้น มีระบบเชื่อมต่อซับซ้อน และเพิ่มข้อจำกัดด้านการจัดวางอุปกรณ์

แนวคิด Beyond the Sidecar จึงมุ่งพัฒนาสถาปัตยกรรมการจ่ายไฟฟ้าที่ไม่จำเป็นต้องพึ่งพาการเพิ่มตู้สนับสนุนแบบเดิมตามสัดส่วนกำลังไฟฟ้าที่สูงขึ้น

ตัวอย่างเช่น การใช้ระบบ DC Distribution ร่วมกับ Busway และ Power Conversion Module ที่มีความหนาแน่นสูง เพื่อส่งกำลังไฟฟ้าไปยัง Rack อย่างมีประสิทธิภาพ

อย่างไรก็ตาม รูปแบบการออกแบบที่เหมาะสมขึ้นอยู่กับผู้ผลิตอุปกรณ์และสถาปัตยกรรมของ AI System แต่ละประเภท จึงยังไม่สามารถสรุปได้ว่า Sidecar จะหมดความจำเป็นใน Data Center ทุกแห่ง

หาก Data Center ขนาด 200 MW เปลี่ยนมาใช้ 800 VDC จะประหยัดไฟฟ้าเท่าไร?

เพื่อประเมินผลกระทบทางเศรษฐกิจ ลองพิจารณา AI Data Center ที่มี IT Load 200 MW และเดินเครื่องเต็มกำลังตลอดปี

หากระบบจ่ายไฟฟ้าเดิมมีประสิทธิภาพรวมจากจุดอ้างอิงถึงอุปกรณ์ IT เท่ากับ 96% และสามารถปรับปรุงเป็น 98% ด้วยสถาปัตยกรรมใหม่ จะเกิดผลประหยัดไฟฟ้าจากการลดการสูญเสียในระบบจ่ายไฟ

ที่ประสิทธิภาพ 96% ระบบต้องรับกำลังไฟฟ้าประมาณ 208.33 MW เพื่อส่งถึงอุปกรณ์ IT จำนวน 200 MW

แต่หากประสิทธิภาพเพิ่มเป็น 98% จะต้องรับกำลังไฟฟ้าประมาณ 204.08 MW เท่ากับลดกำลังไฟฟ้าที่สูญเสียได้ประมาณ 4.25 MW

หากเดินเครื่องเต็มกำลังตลอด 8,760 ชั่วโมงต่อปี จะประหยัดไฟฟ้าได้ประมาณ 37.2 GWh ต่อปี ที่ค่าไฟฟ้า 4 บาทต่อหน่วย จะมีมูลค่าประหยัดค่าไฟฟ้าประมาณ 149 ล้านบาทต่อปี
ตัวเลขนี้เป็นเพียงตัวอย่างการคำนวณภายใต้สมมติฐานว่าประสิทธิภาพเพิ่มจาก 96% เป็น 98% ไม่ใช่ผลทดสอบหรือผลประหยัดที่ Schneider Electric รับรองว่าจะเกิดจากการใช้ 800 VDC

ในทางปฏิบัติ ต้องเปรียบเทียบระบบที่มีขอบเขตเหมือนกัน และประเมินต้นทุนอุปกรณ์ การสูญเสีย การบำรุงรักษา และความน่าเชื่อถือก่อนตัดสินใจลงทุน

อย่างไรก็ตาม ตัวอย่างดังกล่าวสะท้อนว่า แม้การเพิ่มประสิทธิภาพระบบไฟฟ้าจะดูเป็นตัวเลขเพียงไม่กี่เปอร์เซ็นต์ แต่เมื่อขยายไปสู่ Data Center ขนาดหลายร้อยเมกะวัตต์ ก็สามารถสร้างมูลค่าทางเศรษฐกิจได้อย่างมีนัยสำคัญ

ความท้าทายสำคัญของ 800 VDC คือความปลอดภัย

แม้ระบบไฟฟ้ากระแสตรง 800 VDC จะมีข้อได้เปรียบด้านการส่งกำลังไฟฟ้า แต่ก็มีความท้าทายด้านความปลอดภัยที่ต้องพิจารณาอย่างจริงจัง

ประเด็นสำคัญคือการเกิด Electric Arc หรือประกายไฟฟ้าในระบบ DC ต่างจากไฟฟ้ากระแสสลับที่กระแสไฟฟ้าผ่านศูนย์ตามรอบคลื่น ไฟฟ้ากระแสตรงไม่มีจุดผ่านศูนย์ตามธรรมชาติในลักษณะเดียวกัน ทำให้การตัดวงจรเมื่อเกิดความผิดปกติอาจมีความซับซ้อนมากขึ้น

ระบบ 800 VDC จึงต้องใช้อุปกรณ์ป้องกันที่เหมาะสม เช่น DC Circuit Breaker, Fuse, Contactor, Insulation Monitoring และระบบตรวจจับความผิดปกติ

นอกจากนี้ต้องพิจารณาการป้องกันไฟฟ้าดูด การเกิด Arc Flash การต่อลงดิน และการแยกวงจรเพื่อให้สามารถซ่อมบำรุงได้อย่างปลอดภัย

การออกแบบยังต้องประสานการทำงานของอุปกรณ์ป้องกัน หรือ Protection Coordination เพื่อให้สามารถตัดวงจรเฉพาะส่วนที่เกิดความผิดปกติ โดยไม่ทำให้ระบบทั้งหมดหยุดทำงานโดยไม่จำเป็น

ประเด็นเหล่านี้มีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับ AI Data Center ที่มี Rack ขนาดหลายร้อยกิโลวัตต์หรือระดับเมกะวัตต์ เพราะพลังงานที่เกี่ยวข้องกับเหตุขัดข้องอาจมีขนาดสูงมาก

มาตรฐานไฟฟ้าต้องพัฒนาให้ทันเทคโนโลยี AI

การนำระบบ 800 VDC มาใช้ใน Data Center จำเป็นต้องพิจารณามาตรฐานด้านการติดตั้งไฟฟ้า ความปลอดภัยของอุปกรณ์ และการทดสอบระบบ

มาตรฐานที่เกี่ยวข้องอาจครอบคลุมข้อกำหนดด้านการติดตั้งไฟฟ้าแรงดันต่ำ ระบบป้องกันกระแสเกิน การตัดวงจร DC การต่อลงดิน และความปลอดภัยของอุปกรณ์ Power Electronics

ในระดับสากล ผู้พัฒนาโครงการอาจต้องพิจารณามาตรฐานตระกูล IEC 60364 สำหรับการติดตั้งไฟฟ้าแรงดันต่ำ รวมถึงมาตรฐานผลิตภัณฑ์และอุปกรณ์ป้องกันที่ใช้กับระบบ DC ตามขอบเขตการใช้งานจริง

สำหรับประเทศไทย การนำระบบ 800 VDC มาใช้ใน AI Data Center จำเป็นต้องตรวจสอบความสอดคล้องกับกฎหมายควบคุมอาคาร มาตรฐานการติดตั้งทางไฟฟ้า และข้อกำหนดของหน่วยงานที่เกี่ยวข้อง

ที่สำคัญ ระบบ 800 VDC ไม่ควรถูกมองว่าเป็นเพียงการเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้า แต่เป็นการเปลี่ยนสถาปัตยกรรมของระบบจ่ายไฟฟ้าที่ต้องประเมินทั้งด้านวิศวกรรมและความปลอดภัยใหม่

ดังนั้นการพัฒนาบุคลากรด้าน Data Center Engineering และวิศวกรรมไฟฟ้ากระแสตรงจึงมีความสำคัญมากขึ้นในอนาคต

เมื่อ Rack ใช้ไฟฟ้า 1 MW ระบบ Cooling ต้องเปลี่ยนตาม

อีกประเด็นที่ไม่สามารถแยกออกจากการพัฒนา AI Rack ขนาด 1 MW คือระบบทำความเย็น เพราะพลังงานไฟฟ้าที่ใช้กับ GPU และ Server เกือบทั้งหมดจะเปลี่ยนเป็นความร้อน ซึ่งต้องถูกระบายออกจากระบบอย่างต่อเนื่อง

หาก Rack หนึ่งมี IT Load 1 MW ก็จะมีภาระความร้อนจากอุปกรณ์ IT ใกล้เคียง 1 MW ความร้อน

หากแปลงเป็นหน่วย Refrigeration Ton จะเทียบเท่าประมาณ 284 RT นั่นหมายความว่า AI Rack เพียงหนึ่งตู้อาจมีภาระความร้อนเทียบเท่าระบบทำความเย็นขนาดใหญ่ของอาคารบางประเภท

การใช้ระบบ Air Cooling แบบเดิมเพียงอย่างเดียวอาจไม่เหมาะสมกับความหนาแน่นระดับดังกล่าว เนื่องจากต้องจัดการปริมาณลมและการถ่ายเทความร้อนจำนวนมากในพื้นที่จำกัด
เทคโนโลยี Direct-to-Chip Liquid Cooling และระบบระบายความร้อนด้วยของเหลวจึงมีบทบาทสำคัญในการรองรับ AI Rack ความหนาแน่นสูง

อย่างไรก็ตาม Liquid Cooling ไม่ได้ทำให้ความร้อนหายไป แต่เป็นการนำความร้อนออกจาก GPU และส่งต่อไปยังระบบระบายความร้อนส่วนกลาง

ดังนั้นการออกแบบ AI Rack ขนาด 1 MW ต้องพัฒนาระบบไฟฟ้าและระบบ Cooling ไปพร้อมกัน ไม่ใช่เพิ่มกำลังไฟฟ้าโดยไม่พิจารณาความสามารถในการระบายความร้อน

800 VDC กับ Liquid Cooling อาจเป็นโครงสร้างพื้นฐานหลักของ AI Factory รุ่นใหม่

เมื่อพิจารณาร่วมกัน จะเห็นว่า AI Data Center รุ่นใหม่กำลังมีแนวโน้มเปลี่ยนแปลงสองด้านสำคัญ

ด้านแรกคือระบบจ่ายไฟฟ้าจากสถาปัตยกรรมเดิมไปสู่ระบบที่สามารถรองรับความหนาแน่นของกำลังไฟฟ้าสูงขึ้น เช่น 800 VDC

ด้านที่สองคือระบบทำความเย็นจากการพึ่งพา Air Cooling เป็นหลัก ไปสู่การใช้ Liquid Cooling ในสัดส่วนที่สูงขึ้นสำหรับอุปกรณ์ AI ประสิทธิภาพสูง

การเปลี่ยนแปลงทั้งสองด้านมีความสัมพันธ์กันโดยตรง เพราะเมื่อกำลังไฟฟ้าต่อ Rack เพิ่มขึ้น ความร้อนต่อ Rack ก็เพิ่มขึ้นตาม

หากออกแบบระบบไฟฟ้าได้ดีแต่ระบายความร้อนไม่เพียงพอ GPU ก็ไม่สามารถทำงานเต็มสมรรถนะได้

ในทางกลับกัน หากมีระบบ Cooling ประสิทธิภาพสูง แต่ระบบไฟฟ้าไม่สามารถส่งกำลังไปยัง Rack ได้เพียงพอ ก็ไม่สามารถใช้ประโยชน์จาก GPU ได้เต็มศักยภาพเช่นกัน

ดังนั้น AI Factory รุ่นใหม่จึงต้องออกแบบระบบไฟฟ้า ระบบทำความเย็น และระบบ IT เป็นระบบเดียวกันตั้งแต่เริ่มต้นโครงการ

ประเทศไทยต้องเตรียมพร้อมรับ AI Rack ระดับเมกะวัตต์

ประเทศไทยกำลังได้รับความสนใจจากผู้ลงทุน Hyperscale Data Center และ AI Data Center จำนวนมาก โดยเฉพาะพื้นที่กรุงเทพมหานคร ปริมณฑล และ EEC แต่การพัฒนา Data Center ในอนาคตไม่ควรมุ่งเน้นเฉพาะการเพิ่มกำลังไฟฟ้ารวมของโครงการเท่านั้น
เพราะเทคโนโลยีภายใน Data Center กำลังเปลี่ยนจาก Rack ที่ใช้ไฟฟ้าหลักสิบกิโลวัตต์ไปสู่ Rack ที่อาจต้องรองรับหลายร้อยกิโลวัตต์หรือระดับเมกะวัตต์

สิ่งนี้จะส่งผลต่อการออกแบบระบบไฟฟ้า ระบบ Busway ระบบป้องกันไฟฟ้า ระบบ Cooling การวางผังอาคาร และการบำรุงรักษา

สำหรับประเทศไทย ประเด็นที่ควรเตรียมความพร้อม ได้แก่ การพัฒนามาตรฐานระบบไฟฟ้า DC สำหรับ Data Center การสร้างบุคลากรด้าน High-Density Power Distribution และการพัฒนาระบบ Liquid Cooling ที่เหมาะสมกับภูมิอากาศเขตร้อน

นอกจากนี้ยังเป็นโอกาสของผู้ประกอบการไทยในการพัฒนาอุปกรณ์และบริการด้านระบบไฟฟ้า เช่น Busbar, Switchgear, Power Distribution, Cooling Distribution Unit และงานวิศวกรรมติดตั้งและบำรุงรักษา

หากประเทศไทยสามารถพัฒนาห่วงโซ่อุปทานและบุคลากรที่รองรับเทคโนโลยี AI Rack รุ่นใหม่ได้ ก็อาจเพิ่ม Local Content ของอุตสาหกรรม Data Center และสร้างมูลค่าเพิ่มทางเศรษฐกิจได้มากกว่าการเป็นเพียงพื้นที่ตั้งอาคาร Data Center

อนาคต AI ไม่ได้แข่งกันแค่จำนวน GPU แต่แข่งกันที่ประสิทธิภาพการส่งไฟฟ้าถึง GPU

การนำเสนอแนวคิด AI Rack ขนาด 1 MW และระบบจ่ายไฟฟ้า 800 VDC ของ Schneider Electric สะท้อนว่าการพัฒนา AI Infrastructure กำลังก้าวเข้าสู่ยุคใหม่

ที่ผ่านมาอุตสาหกรรมให้ความสำคัญกับจำนวน GPU ความเร็วในการประมวลผล และความสามารถของโมเดล AI แต่เมื่อความต้องการกำลังไฟฟ้าต่อ Rack เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ระบบไฟฟ้าภายใน Data Center กำลังกลายเป็นข้อจำกัดสำคัญที่ต้องได้รับการพัฒนาไปพร้อมกับเทคโนโลยี Semiconductor

ระบบ 800 VDC มีศักยภาพช่วยลดกระแสไฟฟ้าในการส่งกำลังระดับสูง ลดข้อจำกัดด้านตัวนำ และเปิดโอกาสให้พัฒนาสถาปัตยกรรมจ่ายไฟฟ้าที่เหมาะสมกับ AI Rack ความหนาแน่นสูง แต่ประโยชน์ด้านประสิทธิภาพและต้นทุนต้องได้รับการพิสูจน์จากการออกแบบและทดสอบระบบจริง พร้อมมาตรการด้านความปลอดภัยและมาตรฐานที่เหมาะสม

สำหรับประเทศไทย การเตรียมความพร้อมรองรับ AI Data Center ในอนาคตจึงไม่ควรหยุดอยู่ที่การจัดหาไฟฟ้าให้เพียงพอจากระบบ Grid เท่านั้น แต่ต้องรวมถึงการพัฒนาระบบจ่ายไฟฟ้าภายใน Data Center ให้สามารถรองรับเทคโนโลยี AI รุ่นใหม่ได้อย่างมีประสิทธิภาพ

เพราะในอนาคต การมีไฟฟ้า 1,000 MW อยู่ที่สถานีไฟฟ้า อาจยังไม่เพียงพอ หากเราไม่สามารถส่งไฟฟ้านั้นไปถึง GPU ได้อย่างปลอดภัยและมีประสิทธิภาพ

และเมื่อ AI Rack กำลังก้าวสู่ระดับ 1 MW ระบบไฟฟ้า 800 VDC อาจกลายเป็นหนึ่งในเทคโนโลยีสำคัญที่ช่วยกำหนดทิศทางของ AI Factory รุ่นต่อไป

การแข่งขัน AI ในอนาคตจึงไม่ได้อยู่ที่ใครมี GPU มากที่สุดเพียงอย่างเดียว แต่อยู่ที่ใครสามารถเปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าทุกหน่วยให้กลายเป็นกำลังประมวลผล AI ได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงที่สุด

แหล่งข้อมูล: หัวข้อบรรยาย “The 1 MW Rack and Going Beyond the Sidecar: Optimizing 800 VDC for Power Distribution” โดย Jim Simonelli, CTO, Data Center Business, Schneider Electric