AIデータセンター向け上流電源ケーブルの選び方は？
人工知能（AI）を支えるインフラストラクチャは、一般的なデータセンターとは大きく異なります。多くのGPUを使用するAIクラスターは、ラックあたり50kWから100kWという、はるかに多くの電力を必要とします。この変化により、主配電盤や変圧器から電力分配ユニット（PDU）に電力を供給する主要な導体である、上流の電源ケーブルの厳格な評価が必要となります。
適切なケーブルを選択することは、単にワイヤーサイズをアンペア数に合わせるだけではありません。冷却方法、利用可能なスペース、そして継続的でヘビーな使用によるケーブルの電気的安定性についても考慮する必要があります。このガイドでは、選択する際に考慮すべき点について説明します。AIデータセンター向けの電源ケーブル.
データセンター用電源ケーブルを選択する際に考慮すべき要因
1. 電流容量と冷却要件の把握
まず、システムが常にどれだけの電流を使用するかを把握する必要があります。AIタスクは、モデルのトレーニング中に通常、数日間または数週間にわたってフルスピードで実行されます。
連続負荷係数
電力消費量が変動する従来のサーバーとは異なり、AIハードウェアは高い「ベース」負荷を維持します。によると、National Electrical Code (NEC)、連続負荷とは、最大電流が3時間以上継続すると予想される負荷のことです。これらの用途では、過電流保護装置と導体は、連続負荷の125%でサイズ設定する必要があります。
温度定格
ケーブルには通常、60℃、75℃、または90℃といった温度定格が付いています。AIデータセンターでは、通路やケーブルトレイでホットスポットが発生する可能性があるため、90℃定格のケーブルを使用することが理にかなっています。温度定格が高いほど、ケーブルはそのサイズでより多くの電気を処理できるため、電流をどれだけ減らすかを決定する際に非常に重要です。
2. 導体材料と構造の評価
導体が何でできていて、どのように作られているかは、設置のしやすさと電気設備の寿命に影響します。
錫メッキ銅線 vs. 素銅線
非常に高い信頼性が必要な場合は、素銅線ではなく錫メッキ銅線を選択してください。錫メッキ銅線は、各ストランドに少量の錫が付着しており、これは以下の理由で優れています。
- 錆び防止：AIデータセンターでは高度な冷却システムが使用されており、湿気や化学物質が発生する可能性があります。錫は銅の錆びを防ぎ、これにより、電力の流れが妨げられたり、ワイヤーの接続部が過熱したりするのを防ぎます。
- 接続が容易: 錫メッキ銅ははんだ付けが容易で、クランプで固定する際の接続をより強固にします。
ストランドと柔軟性
データセンターのセットアップはますます複雑になっています。ケーブルは、トレイの中や床の下で角を曲がる必要があります。通常のワイヤーは硬く、扱いにくい場合があります。
DLOケーブルは非常に細い撚り線を使用しています。数本の太い撚り線の代わりに、何千もの細い撚り線があります。これにより、ケーブルははるかに曲げやすくなります。曲げやすさが向上すると、ケーブルは元の形状に戻ろうとしないため、配線が簡単になり、電源ユニットやスイッチボックスのプラグへのストレスが軽減されます。
3. 高密度環境向けの絶縁材とジャケット材
導体を囲む材料が、ケーブルの耐久性と安全性プロファイルを決定します。AIアプリケーションの場合、熱硬化性材料は一般的に熱可塑性材料よりも優れています。
EPR（エチレンプロピレンゴム）絶縁
EPRがデータセンターのハイエンド電源ケーブルの絶縁材としてよく選ばれる理由は次のとおりです。
- 優れた電気的強度を備えており、絶縁体が破壊されることなく、ケーブルが電気的ストレスや電圧の急激な変動に対応できます。
- 高温でも安定しています。PVCとは異なり、EPRは極端な熱や短絡が発生した場合でも、溶けたり垂れたりしません。
- 低温でも柔軟性を保ち、曲げやすく、設置が容易です。
CPE（クロロプレンゴム）被覆
外層は、絶縁体を擦り傷や天候から保護する必要があります。CPEは、以下に対する耐性に優れた丈夫な素材です。
- 化学薬品や油。冷却装置や潤滑剤が周囲にある場合に重要です。
- 火災。良質なCPEジャケットは炎を広げにくく、通常FT4/IEEE 1202難燃性試験に合格します。これは、ケーブルがデータセンターのトレイ内にある場合の安全性にとって非常に重要です。
4. 電圧ストレスと信頼性への対応
多くのデータセンターでは480Vまたは600Vを使用していますが、AIセットアップは電気および熱システムに大きなストレスを与える可能性があります。そのため、システムの寿命にとって適切な電圧定格を選択することが重要です。
2kV定格ケーブルを検討すべき場合
通常の600Vケーブルは2kVケーブルよりも絶縁体が薄いです。たとえ480Vしか使用していなくても、2kVケーブルを選択することで、かなりの余裕が生まれます。2kVケーブルの厚い絶縁体は2kVケーブル（RHW-2タイプなど）は、以下の処理に優れています。
- 物理的損傷。厚いジャケットと絶縁体は、狭いスペースに設置する際に切断されたり押しつぶされたりする可能性が低いです。
- 部分放電。高出力の機器では、絶縁体を厚くすることで、部分放電やコロナ放電の発生確率を低減できます。これらは時間の経過とともに絶縁体を劣化させる可能性があります。
- 熱の除去。絶縁体が厚いと熱がこもりやすくなりますが、優れたRHW-2ケーブルは90℃までの温度に耐えることができます。これは、標準的な600Vケーブルよりも、AI電力からの継続的な熱にうまく対処できることを意味します。
5. 安全および規制基準への準拠
AIデータセンターに選定されるケーブルは、安全性とコード準拠を確保するために、厳格な業界認証に準拠する必要があります。
UL認証
ケーブルがUL（Underwriters Laboratories）認証を取得していることを確認してください。主な規格には以下が含まれます。
- UL 44：架橋ポリエチレン絶縁電線およびケーブルを対象としており、RHW-2定格に不可欠です。
- UL 2806：特定のフレキシブル電源用途に関連します。
- CSA認証：カナダの施設やデュアル定格製品を必要とする場合に適用されます。
難燃性および耐煙性等級
火災発生時、ケーブルから発生する煙は、特に敏感な光学機器やGPUにとって、熱と同様に損傷を与える可能性があります。FT4/IEEE 1202難燃性試験に適合したケーブルを使用することで、ケーブルが施設の上部インフラストラクチャを通じて火災の急速な延焼を助長しないことが保証されます。
6. トレイ内でのケーブル許容電流低減の管理
ケーブルの配線方法は、その性能に大きく影響します。電源ケーブルをトレイ内でまとめて配置すると、単独で配置した場合よりも熱を放散しにくくなります。
束ねることの影響
NECによると、ケーブルトレイ内で3本以上の電線が電流を流す場合、許容電流を下げなければなりません。AIデータセンターでは、多くのケーブルが並んで配線される可能性があるため、この許容電流の低下率は最大50%になることがあります。
許容電流の低下を相殺するために90℃定格ケーブルを使用する
90℃定格のRHW-2ケーブルを選択した場合、60℃または75℃のケーブルよりも高い許容電流値から始まります。そのため、許容電流値を下げた後でも、システムはより多くのアンペアを処理できます。多くの場合、これにより、より小さなワイヤーサイズを使用できるようになり、作業が容易になり、材料費を節約できます。
7. AIの成長に向けた将来性確保
AI技術はデータセンター建設のサイクルよりも速く進歩します。今日設計された40kWラック対応の施設でも、3年以内には80kWラックをサポートする必要が出てくるかもしれません。2kV RHW-2仕様のアップストリームケーブルを選択することで、将来のアップグレードに必要な電力ヘッドルームを確保できます。これらのケーブルは、AI分野の進化するニーズに対応できる耐性を備えています。錫メッキ銅の柔軟性と高電圧絶縁の組み合わせにより、電力需要が増加しても、電力分配ネットワークの物理層がボトルネックになることはありません。
結論
AIインフラストラクチャ向けのデータセンター用電源ケーブルを選択する際には、耐熱性、機械的柔軟性、および電気的安全マージンに焦点を当てる必要があります。90℃定格の細線錫メッキ銅導体と堅牢なEPR/CPE絶縁を優先することで、オペレーターは最新のGPUクラスターの激しい要求をサポートできる電力供給ネットワークを構築できます。標準的な600Vオプションも存在しますが、2kV RHW-2規格は、次世代の高密度コンピューティングに必要な耐久性と将来性を提供します。
終了
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
HEBEI-HUATONGについて
1993年に設立されたHebei-Huatongは、唐山（中国河北省）、釜山（韓国）、パナマ、カザフスタン、タンザニア、カメルーン、アンゴラに生産拠点を置くグローバルケーブル製造企業です。主な製品ポートフォリオには、石油採掘用水中ポンプケーブル、港湾クレーン用フレキシブル移動ケーブル、AI PDU用cUL/CSA認証ケーブル、船舶用ケーブルが含まれます。同社は、洋上および陸上の石油・ガス探査、港湾クレーンによるマテリアルハンドリングを含む、世界中の産業分野の継続的かつ安全で効率的な運用を強力にサポートしています。
WhatsApp