Темпы инноваций ускоряются и в других областях, что обусловлено изменением привычек и новыми приоритетами, вызванными пандемией. Приведенные ниже примеры иллюстрируют существующие тенденции, которые значительно ускорятся, что еще больше потребует использования и развития эффективных, компактных и модульных сетей электроснабжения (СЭПС).
Прогноз №1 – Автомобильная промышленность: COVID-19 ускорил внедрение электромобилей и 48-вольтовых систем. Автор: Николас Ришар, директор по развитию автомобильного бизнеса в регионе EMEA компании Vicor
Транспортный сектор стал одним из наиболее пострадавших от глобальной пандемии, поскольку сократилось количество поездок как на короткие, так и на дальние расстояния. Автомобильная промышленность пережила резкое падение продаж, и признаки этого сохраняются и в 2021 году. Производители отреагировали на это, уделяя больше внимания перспективным сегментам, в частности, электромобилям. Сократив разработку традиционных автомобилей, они ускоряют развитие электромобилей, фокусируясь на технологиях, обеспечивающих конкурентное преимущество. Несмотря на сокращение количества поездок, исследования показывают, что люди чувствуют себя гораздо безопаснее, используя собственные автомобили, а не общественный транспорт. Следовательно, мы считаем, что это ускорит потребность в доступных электромобилях, а тенденция замены 12-вольтовых электросетей на 48-вольтовые значительно ускорится благодаря увеличению инвестиций в разработки.
В 2021 году использование 48-вольтовых аккумуляторных систем увеличится, особенно в мягких гибридах, поскольку производители будут добавлять активные системы подвески, подруливание задних колес и системы стабилизации при опрокидывании. Для реализации всего этого потребуется больше систем преобразования 48 В в 12 В для систем безопасности, комфорта, информационно-развлекательных систем и навигации. Помимо сокращения проводки и увеличения мощности, преобразование высоковольтных батарей в гибридных и электромобилях становится более эффективным, когда падение напряжения уменьшается при повышении напряжения до 48 В. Первичное напряжение батарей для электромобилей и гибридов также увеличится, и 800 В станет гораздо более распространенным, что позволит ускорить время зарядки.
Эти изменения потребуют нового класса силовых компонентов для создания распределенной сети электропитания в автомобилях следующего года.
Прогноз № 2 – Высокопроизводительные вычисления: Спрос на мощности центров обработки данных превысит физическую площадь производственных площадей, Лев Слуцкий, региональный директор Vicor.
Центры обработки данных и без того быстро развивались, но пандемия ускорила рост спроса сверх ожиданий, и этот рост продолжится даже после победы над коронавирусом. В связи с увеличением числа людей, работающих удаленно, студентов, обучающихся из дома, и сокращением возможностей для отдыха вне дома, увеличивается количество скачиваемых потоковых видеороликов и онлайн-игр. Мы воочию убедились в том, насколько сильно пользователи зависят от городских сетей, составляющих существующую телекоммуникационную инфраструктуру. В 2021 году стремление к повышению энергоэффективности центров обработки данных сделает значительный шаг вперед, и мы считаем, что эта отрасль не только будет больше полагаться на возобновляемые источники энергии, чем в предыдущие годы, но и увидит, как все больше центров обработки данных переходят с переменного тока на постоянный, чтобы лучше удовлетворять колоссальный рост спроса на электроэнергию для высокопроизводительных вычислений.
Быстрое и непредвиденное увеличение спроса значительно превышает возможности физических центров обработки данных; следовательно, операторам центров обработки данных требуется больше мощности на той же площади, что имеет существенные последствия для их электроснабжения. Сейчас как никогда важно обеспечить более эффективное электроснабжение на той же площади с превосходным тепловым регулированием. Искусственный интеллект (ИИ), облачные вычисления и большие данные стимулируют спрос на значительно большую вычислительную мощность, что приводит к значительному увеличению энергопотребления и потребления тока, а это, в свою очередь, увеличивает потери электроэнергии из-за процессов преобразования и трансформации энергии. Третья область значительных изменений в инновациях центров обработки данных связана с электроснабжением и его эффективностью на уровне шкафов и стоек для поддержки возросшей вычислительной мощности (порядка эксафлопс), необходимой для облачных приложений, приложений ИИ и обработки больших данных.
Более эффективным способом управления энергопотреблением является повышение напряжения в этих системах и использование постоянного тока, либо путем выпрямления переменного тока, либо непосредственно из возобновляемого источника энергии. Преобразование высокого напряжения (обычно 260–410 В постоянного тока) в значения, используемые на входе современного компьютерного оборудования (12 В или, предпочтительно, 48 В), может осуществляться с помощью шинных преобразователей. Мы считаем, что разработчики систем будут все чаще использовать эти инновационные решения в своих архитектурах, такие как архитектуры с факторизованным энергопотреблением (FPA) и эффективные преобразовательные модули, чтобы сократить расстояние между модулем питания с высоким током и точкой нагрузки (PoL). Это снизит сопротивление электросети и, таким образом, минимизирует потери мощности в будущих суперкомпьютерных приложениях. Некоторые производители решений для высокопроизводительных вычислений (HPC), такие как Nvidia (которая недавно заняла 1-е, 3-е, 4-е и 5-е места в списке Green 500), приняли эту стратегию, чтобы сделать центры обработки данных более экологичными.
Прогноз № 3 – Военная и аэрокосмическая отрасли – Три главных катализатора перемен в 2021 году – пандемия, гиперзвуковые ракеты и асимметричная война, – Тео Делеллис, директор по развитию аэрокосмического бизнеса в компании Vicor.
В результате огромных инвестиций, вложенных в борьбу с COVID-19, правительства по всему миру установили новые приоритеты и приняли меры экономической поддержки, чтобы помочь общинам, предприятиям и гражданам справиться с последствиями пандемии. Недавнее исследование Jane's, проведенное в июне 2020 года, показало, что расходы на оборону сокращаются в основных странах НАТО. Следовательно, в начале 2021 года правительства столкнутся с огромным фискальным давлением, вынуждающим их сокращать бюджеты в таких областях, как оборона, чтобы укрепить экономику, социальное обеспечение и достичь других важных целей. Эта мера не учитывает геополитическое давление, вызванное ростом национализма на многих уровнях. Одним из примеров является решение Швеции увеличить свои военные расходы на 40% из-за обострения напряженности в отношениях с Россией.
Мы считаем, что технологии и инновации должны заполнить пробелы, созданные этими противоречивыми факторами, чтобы правительства могли делать гораздо больше с меньшими ресурсами, например, поддерживать свои возможности реагирования вооруженных сил с помощью новых цифровых технологий. В США угроза гиперзвуковых ракет со стороны России и Китая ускорила разработку оборонительных и наступательных ракетных программ, что привело к уровню инноваций, первоначально прогнозировавшемуся на ближайшие пять лет. Асимметричная война также станет важным фактором изменений в 2021 году, поскольку возможность атак роями беспилотников делает высокоприоритетные цели уязвимыми для недорогих дронов, и уничтожение дрона стоимостью 1000 долларов ракетой стоимостью 100 000 долларов не является устойчивым решением. Это будет стимулировать технологические достижения, такие как более глубокая интеграция ИИ в системы обороны и развертывание лазеров, способных более эффективно противодействовать угрозе этих роев беспилотников. Технология беспилотников продолжит доминировать в сегменте разведки, а энергетические технологии будут способствовать увеличению дальности и времени выполнения миссий.
Прогноз № 4 – Робототехника: В 2021 году количество дронов и роботов в Европе достигнет 747 миллионов, — Хенрик Дабровски, вице-президент по продажам в регионе EMEA компании Vicor.
К концу 2021 года на каждую женщину, мужчину, мальчика и девочку в Европе будет приходиться как минимум один робот-доставщик или дрон, которому будет поручено доставлять посылки или дезинфицировать общественные места в рамках борьбы с пандемией. Инновации в робототехнике также значительно ускорятся, поскольку компании будут обращаться к роботам для безопасного взаимодействия с клиентами и выполнения задач без риска заражения людей коронавирусом. Для удовлетворения этого спроса разработчикам робототехники потребуется использовать существующие конструкции и применять их в качестве платформ, а не пытаться разрабатывать совершенно новые роботы. Размеры этих платформ потребуют адаптации выходной мощности к каждому уровню мощности, чтобы учесть различные размеры и возможности роботов. Ключевым требованием для преодоления этой проблемы станет модульный и масштабируемый подход к питанию.
Ключевые факторы, способствующие расширению автоматизированных служб доставки, включают автономность и вес робота или дрона. Компания Vicor позволяет разработчикам облегчать свои дроны для повышения производительности и управления энергопотреблением, чтобы они могли летать дальше и надежнее, чем когда-либо прежде.
Мы ожидаем, что роботы будут использоваться чаще, чем дроны, в наиболее густонаселенных районах европейских городов, в то время как в более отдаленных регионах, таких как Альпы, дроны будут чаще использоваться для оказания помощи в чрезвычайных ситуациях и доставки жизненно важных медицинских принадлежностей, а более тяжелые грузы будут обрабатываться автономными грузовиками. В Европе Tesco, Amazon, DHL и UPS уже начали тестирование дронов для доставки, и пандемия представляет собой поворотный момент в стремлении розничного сектора к полной цифровой трансформации. Удобство доставки на дом, к которому люди привыкли во время локдаунов, означает, что покупки в магазинах и супермаркетах не вернутся к допандемийному уровню. Использование роботов на улицах и дронов в воздухе позволит розничным торговцам поставлять свою продукцию по более низкой цене. В Китае дроны уже начали осуществлять доставку в отдаленные районы страны, и мы наблюдаем быстрый прогресс в получении логистическими компаниями разрешений от авиационных властей на коммерческую эксплуатацию дронов.
