O ritmo da inovação está também a acelerar noutras áreas, impulsionado pelas mudanças de hábitos e pelas novas prioridades trazidas pela pandemia. Os exemplos abaixo ilustram tendências existentes que serão significativamente aceleradas, exigindo ainda mais a utilização e o desenvolvimento de redes de distribuição de energia (PDNs) eficientes, compactas e modulares.
Previsão nº 1 – Automóvel: A Covid acelerou a adoção de veículos elétricos e sistemas de 48V, por Nicolas Richard, Diretor de Desenvolvimento de Negócio Automóvel EMEA da Vicor
O sector dos transportes foi um dos mais afectados pela pandemia global, com menos pessoas a viajar tanto em curtas como em longas distâncias. A indústria automóvel sofreu um rápido declínio nas vendas, e os indícios continuam a apontar nesse sentido até 2021. Os fabricantes de automóveis responderam dando maior ênfase aos segmentos em crescimento, especificamente aos veículos elétricos. Embora tenham reduzido o desenvolvimento dos automóveis tradicionais, estão a acelerar o desenvolvimento de veículos elétricos, concentrando-se em tecnologias que ofereçam vantagem competitiva. Apesar da redução do número de pessoas que viajam, os estudos indicam que se sentem muito mais seguras ao utilizar os seus próprios carros em vez dos transportes públicos. Consequentemente, acreditamos que isto irá acelerar a procura de veículos eléctricos acessíveis, e a tendência para a substituição das redes eléctricas de 12V por 48V irá intensificar-se significativamente devido ao aumento dos investimentos em desenvolvimento.
Em 2021, a presença de sistemas de baterias de 48 V aumentará, especialmente nos híbridos ligeiros, à medida que os fabricantes acrescentam sistemas de suspensão ativa, direção nas rodas traseiras e estabilização contra capotamento. Para que tudo isto se torne realidade, serão necessários mais sistemas de conversão de 48V para 12V para sistemas de segurança, conforto, infoentretenimento e navegação. Além de reduzir a cablagem e fornecer mais energia, a conversão de baterias de alta tensão em veículos híbridos e elétricos é mais eficiente quando a queda de tensão é reduzida à medida que a tensão aumenta para 48V. As tensões das baterias primárias para veículos elétricos e híbridos também aumentarão, com os 800 V a tornarem-se muito mais comuns para permitir tempos de carregamento mais rápidos.
Estas alterações exigem uma nova classe de componentes de energia para criar uma rede de energia distribuída nos automóveis do próximo ano.
Previsão nº 2 – Computação de alto desempenho: A procura de capacidade de data center irá superar o espaço físico disponível nas fábricas, por Lev Slutskiy, Diretor Regional da Vicor.
Os centros de dados já estavam a crescer rapidamente, mas a pandemia acelerou a procura para além das expectativas, e este crescimento continuará mesmo após a derrota do coronavírus. Com mais pessoas a trabalhar remotamente, mais estudantes a aprender em casa e menos opções de lazer fora de casa, mais vídeos em streaming estão a ser descarregados e mais jogos online estão a acontecer. Vimos em primeira mão o quanto os utilizadores dependem das redes metropolitanas que formam a atual infraestrutura de telecomunicações. Em 2021, a procura por data centers mais eficientes em termos energéticos dará um passo significativo, e acreditamos que este setor não só dependerá mais da energia renovável do que nos anos anteriores, como também verá mais data centers a migrar da infraestrutura CA para CC para melhor satisfazer o enorme aumento da procura de energia para computação de alto desempenho.
Esta aceleração rápida e imprevista da procura excede em muito a capacidade dos centros de dados físicos; por conseguinte, os operadores de data centers necessitam de mais capacidade no mesmo espaço, o que tem implicações significativas no fornecimento de energia. É mais importante do que nunca ser capaz de fornecer energia de forma mais eficiente no mesmo espaço, com uma excelente gestão térmica. A inteligência artificial (IA), a computação em nuvem e os big data estão a impulsionar a procura por muito mais poder de processamento, resultando num consumo de energia e em exigências de corrente significativamente mais elevadas, o que, por sua vez, aumenta as perdas de eletricidade devido aos processos de conversão e transformação de energia. Uma terceira área de mudança significativa na inovação dos data centers está relacionada com o fornecimento de energia e a sua eficiência ao nível do gabinete e do rack para suportar o aumento do poder computacional (na ordem dos exaFLOPS) exigido pelas aplicações de cloud, IA e big data.
Uma forma mais eficiente de gerir energia é aumentar a tensão nestes sistemas e utilizar corrente contínua, seja retificando corrente alternada ou diretamente de uma fonte de energia renovável. A conversão de alta tensão (tipicamente 260–410 V CC) para os valores utilizados na entrada de equipamentos informáticos modernos (12 V ou, preferencialmente, 48 V) pode ser realizada por conversores de barramento. Acreditamos que os designers de sistemas irão empregar cada vez mais estas soluções inovadoras nas suas arquiteturas, tais como Arquiteturas de Potência Fatorada (FPAs) e módulos conversores eficientes, para reduzir a distância entre o módulo de alimentação de alta corrente e o ponto de carga (PoL). Isto irá reduzir a resistência da rede elétrica e, assim, minimizar as perdas de energia em futuras aplicações de supercomputação. Alguns fabricantes de soluções de computação de alto desempenho (HPC), como a Nvidia (que recentemente ficou em 1º, 3º, 4º e 5º lugar na lista Green 500), adotaram esta estratégia para tornar os data centers mais sustentáveis.
Previsão nº 3 – Militar e Aeroespacial – Os três principais catalisadores de mudança em 2021 serão a pandemia, os mísseis hipersónicos e a guerra assimétrica, por Teo DeLellis, Diretor de Desenvolvimento de Negócios Aeroespaciais da Vicor.
Como resultado dos enormes investimentos realizados para combater a COVID-19, os governos de todo o mundo estabeleceram novas prioridades e adoptaram medidas de apoio económico para ajudar as comunidades, as empresas e os cidadãos a lidar com o impacto da pandemia. Um estudo recente da Jane’s, de junho de 2020, destacou que os gastos com a defesa estão a diminuir nos principais países da NATO. Consequentemente, no início de 2021, os governos enfrentarão imensa pressão fiscal para cortar os seus orçamentos em áreas como a defesa, de forma a reforçar as suas economias, o bem-estar social e outros objectivos importantes. Esta medida não tem em conta as pressões geopolíticas decorrentes do crescente nacionalismo a vários níveis. Exemplo disso é a decisão da Suécia de aumentar as suas despesas militares em 40% devido ao aumento das tensões com a Rússia.
Acreditamos que a tecnologia e a inovação terão de colmatar as lacunas criadas por estas pressões conflituantes, para que os governos possam fazer muito mais com menos, como por exemplo manter as suas capacidades de resposta militar através das novas tecnologias digitais. Nos EUA, a ameaça dos mísseis hipersónicos da Rússia e da China acelerou os programas de mísseis defensivos e ofensivos, resultando num nível de inovação inicialmente projectado para daqui a cinco anos. A guerra assimétrica será também um importante motor de mudança em 2021, dado que a possibilidade de ataques com enxames de drones expõe alvos de alto valor a drones de baixo custo, e não é sustentável eliminar um drone de 1.000 dólares com um míssil de 100.000 dólares. Isto impulsionará os avanços tecnológicos, como uma maior integração da IA nos sistemas de defesa e a implantação de lasers capazes de neutralizar de forma mais eficaz a ameaça destes enxames de drones. A tecnologia de drones continuará a dominar o segmento de reconhecimento, e a tecnologia de propulsão contribuirá para aumentar a distância e o tempo que as missões podem cobrir.
Previsão nº 4 – Robótica: O número de drones e robôs na Europa atingirá os 747 milhões em 2021, segundo Henryk Dabrowski, Vice-Presidente de Vendas para a região EMEA da Vicor.
Até ao final de 2021, por cada mulher, homem, rapaz e rapariga na Europa, haverá pelo menos um robô de entregas ou drone encarregado de entregar uma encomenda ou desinfetar espaços públicos como parte da nossa luta contra a pandemia. A inovação na robótica também irá sofrer uma aceleração significativa, à medida que as empresas recorrem a robôs para interagir com os clientes de forma segura e realizar tarefas sem expor as pessoas ao coronavírus. Para satisfazer esta procura, os programadores de robótica terão de aproveitar projetos existentes e utilizá-los como plataformas, em vez de tentar desenvolver robôs totalmente novos. O dimensionamento destas plataformas exigirá a adaptação da potência de saída para cada nível de potência, de forma a acomodar os diferentes tamanhos e capacidades dos robôs. Um requisito fundamental para superar este desafio será uma abordagem modular e escalável para a alimentação de energia.
Os principais fatores que impulsionam a expansão dos serviços de entrega automatizados incluem a autonomia e o peso do robô ou drone. A Vicor permite aos designers reduzir o peso dos seus drones para melhorar o desempenho e gerir a energia, permitindo-lhes voar mais longe e com mais fiabilidade do que nunca.
Prevemos que os robôs serão mais utilizados do que os drones nas áreas mais densamente povoadas das cidades europeias, enquanto em regiões mais remotas, como os Alpes, os drones serão utilizados mais frequentemente para auxiliar em emergências e entregar material médico vital, e cargas mais pesadas serão transportadas por camiões autónomos. Na Europa, a Tesco, a Amazon, a DHL e a UPS já começaram a testar os drones de entrega, e a pandemia representa um ponto de viragem na busca do setor retalhista pela transformação digital completa. A conveniência da entrega ao domicílio, a que as pessoas se habituaram durante os lockdowns, significa que as compras em lojas físicas e supermercados não regressarão aos níveis pré-pandemia. A utilização de robôs nas ruas e de drones no ar permitirá aos retalhistas fornecer os seus produtos a um custo mais baixo. Na China, os drones já começaram a fazer entregas em zonas remotas do país, e temos observado um rápido progresso no sentido de as empresas de logística terem obtido autorizações das autoridades de aviação para operações comerciais com drones.
