ST, 엔비디아와 협력해 AI 데이터센터용 800V DC 전력 솔루션 확장-아이씨엔매거진

신규 12V 및 6V 아키텍처 출시로 전력 손실 최소화… 기가와트급 컴퓨팅 인프라 지원

ST마이크로일렉트로닉스가 인공지능 데이터센터의 전력 변환 효율을 극대화하기 위해 800 VDC-12V 및 800 VDC-6V 신규 아키텍처를 출시하며 포트폴리오를 확장했다. 이번 솔루션은 엔비디아의 800 VDC 레퍼런스 설계를 기반으로 개발되었으며, 하이퍼스케일러 및 AI 컴퓨팅 분야에서 요구되는 고밀도 인프라의 확장성을 지원한다.

서버 폼팩터별 최적화된 전력 공급 토폴로지 구현

AI 데이터센터 내부에서는 GPU 구성과 냉각 전략에 따라 다양한 중간 전압 버스가 공존한다. ST가 이번에 선보인 12V 및 6V 출력 스테이지는 이러한 서버 아키텍처의 다양성을 반영한 결과다.

신규 800 VDC-12V 컨버터는 전력 선반에서 AI 가속기까지 직접 고효율 전력 분배를 가능하게 한다. 또한 800 VDC-6V 경로는 변환 단계를 줄여 6V 버스를 GPU에 더 가깝게 배치할 수 있도록 설계되었다. 이를 통해 구리 배선 사용량을 줄이고 저항 손실을 최소화하여 대규모 훈련 클러스터에서 필수적인 과도 성능을 개선한다.

GaN 기술 기반의 초소형·고효율 전력 밀도 달성

ST는 실리콘(Si), 실리콘 카바이드(SiC), 질화갈륨(GaN) 등 자사의 모든 전력 반도체 기술을 집약하여 이번 솔루션을 완성했다. 특히 800V에서 직접 구동되는 GaN 기반의 LLC 컨버터는 1MHz의 높은 주파수로 동작하며 98% 이상의 효율을 달성했다.

이 시스템은 스마트폰 크기의 작은 폼팩터에서도 2,600W/in³를 초과하는 압도적인 전력 밀도를 보여준다. 마르코 카시스 ST 총괄 사장은 AI 인프라 확장에 따라 시스템 수준의 혁신이 필요하다고 언급하며, 이번 신규 컨버터를 통해 더 효율적이고 지속 가능한 전력 아키텍처 구축을 지원할 것이라고 밝혔다.

[용어 해설 (Glossary)]

800 VDC: 800볼트의 직류 전압을 의미하며, 데이터센터에서 전력 전송 효율을 높이기 위해 채택되는 고전압 규격이다.
GaN (Gallium Nitride): 기존 실리콘보다 전력 변환 효율이 높고 열에 강하며, 크기를 획기적으로 줄일 수 있는 차세대 전력 반도체 소재다.
LLC 컨버터: 인덕터(L)와 커패시터(C)를 이용해 공진 현상을 일으켜 전력을 변환하는 장치로, 스위칭 손실을 줄여 고효율을 구현하는 데 쓰인다.
전력 밀도 (Power Density): 단위 부피당 처리할 수 있는 전력의 양을 뜻하며, 이 수치가 높을수록 장비를 소형화할 수 있다.
하이퍼스케일러 (Hyperscaler): 대규모 데이터센터를 운영하며 클라우드 서비스를 제공하는 아마존, 구글, 마이크로소프트와 같은 거대 IT 기업을 의미한다.