在我们此刻的平常糊口中，天天都有不竭增加的数据被发生、存储和办事，而社交收集、在线视频、物联网装备和汽车高级驾驶员辅助系统(ADAS)则是这些数据特别首要的进献者。以ADAS为例，数据存储征询公司Coughlin Associates估计主动驾驶汽车每秒将发生GB的数据。虽然我们距离完全依靠主动驾驶汽车手艺仍需很长一段时候，但宝马、福特和丰田等汽车制造商已纷纭打算着若何治理和撑持将来的数据中间。

与此同时，数据中间已耗损了全球2%的功率，据猜测这一数值可能会到达5%。固然它们比曩昔十年更高效更节能，但采纳办法年夜幅度提高效力下降能耗还是燃眉之急。

GaN(氮化镓)电源转换手艺为设想高效且紧凑的办事器电源供给最好选择，它发生的系统本钱和节能劣势可使现稀有据中间处置更年夜量的数据，必然水平上削减了扶植新数据中间的需求。

数据中间的效力

新兴的利用包罗物联网(工业物联网，万物互联等)和常规可生成万亿字节数据的主动驾驶汽车，它们凡是会生成太字节的数据，这意味着新的办事器安装势必呈指数级增加。与此同时，国度资本庇护委员会(NDC)的研究注解：很多小型、中型企业和多租户数据中间现实上华侈了它们所耗损的年夜部门能源。是以，必需提高办事器群的效力以便最年夜限度地操纵现有举措措施，同时应对新扩建项目标需求。

数据中间最年夜的费用是运转办事器的电力耗损，可能高达总本钱的40%，但这些电能中凡是约有5-10%会被华侈。另外，到2020年数据中间能耗估计将增添到每一年年夜约1400亿千瓦时，这将需要17个新发电厂，其年产量相当在美国企业每一年130亿美元的电费，而发生近1.5亿公吨的碳排放量。

利用GaN替换Si晶体�����APP管进行电源设想的进展使这一能源利用猜测削减了几个百分点。除节能效益外，这些手艺的前进还可使利用更少、更小的电源转换为更少的数据中间，如图1所示。GaN Systems公司首席履行官Jim Witham在一场关在数据中间效力的会商中注释了节流空间的益处：“假如您可使办事器电源更小，那末即可以利用更少的空间进行电源转换，并将更多办事器放在统一空间内。假如您将更多办事器放在统一空间中，那末即可以更好地利用资产。这对数据中间司理来讲，他们每平方米的容量会增添良多。我们在数据中间看到了10倍的增加，您也能够推延现实花钱成立一个新的数据中间(经由过程利用更高效的电源)。”

图1.利用GaN改良电源系统意味着更多的机排挤间

GaN的劣势

在现今的数据中间中，典型的最早进的办事器电源效力盘桓在96%摆布。增添这个数字凡是触及优化节制方式、拓扑和磁性元件，可是进一步提高效力最接近的处理方案是从保守的Si器件改变为GaN。例如，采取Si MOSFET手艺的典型电源具有94-96%的效力。一半的功率消耗产生在电源功率因数校订(PFC)阶段，另外一半则在电源功率转换部门耗损了。 基在最早进MOSFET的工业尺度半无桥PFC效力高达97.5%。比拟之下，因为GaN器件的固有特征，能够采取更进步前辈的图腾柱拓扑布局PFC，而且只需1%的功率消耗便可实现这一要害功能，图腾柱设想还将总组件数目削减了30%，如图2所示。

图2.GaN桥接手艺与Si MOSFET比拟具有相当年夜的效力劣势

电源制造商采取GaN器件的挑战和报答是实现更快的开关元件。因为功率转换系统的年夜部门低效力是“开关消耗”致使的，是以GaN器件与开关速度慢的MOSFET比拟有用率劣势。 另外，更高的开关速度年夜年夜减小了磁性元件和电容电路元件的尺寸。

GaN器件对数据中间的影响

数据中间的能耗是功率消耗和冷却的复杂组合。在一般的数据中间中，当电流从电网输运至单个办事器的微处置器时需颠末多重功率转换，年夜约30%的功率会因转换效力低下而消耗，所有这些能量发生的热量必需被移除，以连结数据中间一般运转。

图3.GaN能够将数据中间的整体效力提高到84%

GaN器件用在从交换到直流的功率转换，然后用在转换负载的直流电压，能够将Si器件的全体效力从77%提高到接近84%，如图3所示。按照一级数据中间运营商GaN Systems的研究，GaN器件能够将每一个机架的能源本钱下降2,300多美元，使运营本钱节流跨越2.4亿美元。假如该运营商的电力密度增添25%以上，将增添14亿美元的办事器和存储器收益机遇，而延迟数据中间扶植将推延近11亿美元的本钱收入。

结论

行将到来的年夜量数据正在鞭策可扩大、高效和矫捷的数据中间根本举措措施的需求。采取GaN器件的电源系统可供给更高的功率转换效力，对这类高机能手艺的投资意味着经由过程建立更小、更轻、本钱更低、效力更高的电力系统，提高能源和空间效力。GaN手艺将使数据中间运营商不但从头构思本身的营业，并且终究在改变能源和数据相干的世界中阐扬感化。