Hvordan vælger man den bedst egnede PLP-kondensator til AI-server-SSD'er? En omfattende analyse af elektrolytiske kondensatorer i ledende polymertantal og elektrolytiske hybridkondensatorer i fast-væske-aluminium

 

I AI-servere er SSD'er kernekomponenten til datalagring og -hentning, og deres ydeevne påvirker direkte trænings- og inferenseffektivitet. Med den udbredte anvendelse af PCIe 5.0/6.0-grænseflader er SSD'ers strømforbrug og øjeblikkelige strømkrav steget betydeligt, hvilket gør valget af Power Loss Protection (PLP)-kondensatorer afgørende for systemstabilitet.

Især under forhold med høj temperatur, høj belastning og kontinuerlig drift døgnet rundt skal kondensatorer samtidig opfylde flere krav, herunder lav ESR, høj kapacitansdensitet, lang levetid og stabilitet ved høje temperaturer. Ellers kan der forekomme datatab, firmwarekorruption eller systemnedbrud.

Hvorfor valg af kondensator direkte påvirker SSD'ens ydeevne og levetid

Når en SSD oplever et pludseligt strømafbrydelse, skal PLP-kondensatoren frigive sin lagrede energi inden for millisekunder for at sikre sikker skrivning af data til NAND-flashhukommelsen. Hvis kondensatorens ESR er for høj, vil der opstå et stort spændingsfald under afladning, hvilket potentielt kan føre til skrivefejl. Hvis kapacitansen er utilstrækkelig, eller kapacitansværdien falder betydeligt ved høje temperaturer, kan den ikke give tilstrækkelig holdetid. Desuden er kondensatorhøjden i kompakte M.2 SSD'er (f.eks. 5 mm tykke) ofte begrænset til under 1,9 mm, og den volumetriske virkningsgrad (CV-værdi) bestemmer direkte, om tilstrækkelig energilagring kan opnås inden for et begrænset rum.

YMIN kondensatorløsninger

At bryde igennem flaskehalse i lageret for at imødekomme behovene i AI-æraen

Løsning A: Elektrolytkondensatorer af ledende polymertantal – en målestok for ultimativ ydeevne i rummet

YMINs TQD-serie af ledende polymer-tantal-elektrolytkondensatorer er med deres ultratynde design (1,5 mm) perfekt egnede til ultratynde M.2 SSD'er og løser dermed problemet med pladsbegrænsninger. Den høje CV-værdi (1,0 μF/mm³) og høje temperaturstabilitet ved tantal-kondensatorer sikrer, at selv i et meget lille volumen kan de levere tilstrækkelig strømafbrydelsesenergi til SSD'en, hvilket sikrer stabil drift i lang tid under høje temperaturer og høje belastningsmiljøer.

Ultratynd og højdensitet: DenTQD-serienkan være så lav som 1,5 mm i højden og har en CV-værdi på helt op til 1,0 μF/mm³, hvilket gør den til et ideelt valg til ultratynde M.2 SSD'er.

Robust og holdbar: En ny, fuldstor solid-state-struktur med en levetid på over 100.000 timer ved 75 °C, der har bestået strenge dobbelte 85 °C-tests og opretholder stabilitet under langvarige høje temperaturer og fugtighedsforhold.

Stabil ydeevne: Diagramdata viser minimale ændringer i kapacitans (C) og ækvivalent seriemodstand (ESR) med tid og temperatur, hvilket giver kontinuerlig og pålidelig beskyttelse.

Lang levetid og høj vejrbestandighed: En hel-faststofstruktur med en forventet levetid på over 100.000 timer ved 75°C. Flere fugttætte foranstaltninger sikrer, at produktet består dobbelt 85°C konstant temperatur- og fugtighedstest, hvilket er egnet til stabil drift under langvarige høje temperaturbelastninger.

Figur 1: LC-ændring for en 35V 68μF tantalkondensator over tid

Figur 2: ESR-variation af en 35V 68μF tantalkondensator over tid

Figur 3: Ændring af ΔC/Co over tid for en 35V 68μF tantalkondensator

Mulighed B: Polymerhybrid-aluminiumelektrolytkondensatorer – et topvalg for høj pålidelighed og omkostningseffektivitet

Til SSD'er i virksomhedsklassen, der kræver store kapaciteter, er ymins polymerhybridaluminiumelektrolytkondensatorer et ideelt valg på grund af deres overlegne omkostningseffektivitet. De tilbyder en usædvanlig lang levetid på 10.000 timer ved 105 ℃, hvilket opretholder lav ESR og god kapacitetsstabilitet, selv i miljøer med betydelige temperaturvariationer.

Langtidsholdbar og holdbar: Giver over 10.000 timers drift ved 105 ℃ og opfylder dermed serveres langsigtede driftsbehov.

Systemvenlig: Fejltilstanden er "åben kredsløb", hvilket giver større sikkerhedsredundans for datalagringssystemer med høj værdi sammenlignet med kortslutningstilstand.

Omkostningsfordel: Betydelig optimering af styklisteomkostningerne og samtidig opnåelse af lignende ydeevne, hvilket gør den til et fremragende valg til almindelige SSD'er og SSD'er i stor virksomhedsklassen.

ymin Ledende Polymer Tantal vs. Fast-Væske Hybrid Aluminium Elektrolytkondensatorer

For at imødegå ovenstående udfordringer tilbyder ymin to mainstream PLP-kondensatorløsninger. Følgende er en struktureret sammenligning baseret på målte data:

Tabel 1: Produktegenskaber for ledende polymertantal og fast-væske-hybridaluminiumelektrolytkondensator

Karakteristisk dimension	Ledende polymer tantal elektrolytisk kondensator	Polymer Hybrid Power Aluminium Elektrolytisk Kondensator	SSD-designværdi
Volumeneffektivitet (CV-værdi)	Ekstremt høj (1,0 μF/mm³)	Høj (0,46 μF/mm³)	Tantalkondensatorer er førstevalget til ultrakompakt design
Produkthøjde	Ultratynd, kan være så lav som 1,5 mm	Lille diameter, overflademonteret med en højde på ca. 3,55 mm	Tantalkondensatorer kræver ikke PCB-slidsning; aluminiumselektrolytkondensatorer kræver PCB-slidsning i design
Ækvivalent seriemodstand (ESR)	Lav	Ekstremt lav	Hybride aluminiumselektrolytkondensatorer har bedre øjeblikkelig afladningskapacitet og respons
Levetid	Ekstremt lang (helt solid-state)	Lang (flydende-fast hybridsystem)	Begge opfylder kravene til lang levetid, og den teoretiske levetid for tantalkondensatorer er bedre
Temperaturkarakteristika	Fremragende, kapacitansværdi/ESR ændrer sig kun lidt med temperaturen	God, kapacitansværdi/ESR ændrer sig kun lidt med temperaturen	Begge fungerer stabilt i miljøer med høje temperaturer
Fejltilstand	Kortslutning (Kræver design af kredsløbsbeskyttelse)	Åbent kredsløb	Fejltilstanden for hybride aluminiumselektrolytkondensatorer er sikrere med lavere systemrisiko
Koste	Højere	Har betydelige fordele	Hybride aluminiumselektrolytkondensatorer kan i høj grad optimere de samlede omkostninger

Tabel 2: Sammenligning af typiske specifikationer for elektrolytiske celler af ledende polymertantal og fast-væske-hybridaluminium

Nøgleparameter / Funktionsværdi	YMIN Aluminium Elektrolytkondensator TQD 35V47μF (7,3 * 4,3 * 1,5)	Solid hybrid aluminium elektrolytisk kondensator NGY 35V100μF (5 * 11)
Overspænding	41V	41V
Spidsbelastningsspænding (transient)	47,3V	55V
Understøttelig arbejdsspænding	35V	35V
Kapacitanstoleranceområde	±20%	±10%
Typisk kapacitansværdi	Omkring 42 μF	Omkring 105 μF
Specifikke dimensioner	7,3x4,3x1,5 mm, Kondensatorhøjde: 1,5 mm	φ5,0x11,5 mm, Kondensatorens nedlægningshøjde: 5,0 mm (Understøtter nedlægningsmontering, printkortslotdesign kræves)
Driftstemperaturområde	-55℃~ +105℃	-55℃~ +105℃
Forventet levetid	>2000 timer ved 105 ℃	>10000 timer ved 105 ℃
	>100000 timer ved 75 ℃	>80000 timer ved 75 ℃
Kapacitansens nedre grænse ved udgangen af ​​den nominelle levetid	Over 90% af den indledende kapacitansværdi	Over 85% af den indledende kapacitansværdi
Kapacitansvariation med temperatur	-5%~ +20% område (-55℃~ +105℃)	±7% område (-55℃~ +105℃)
Opladnings- og afladningsmodstandsevne	Efter 20.000 opladnings- og afladningscyklusser forbliver kapacitansen over 90 % af den oprindelige værdi.	Efter 20.000 opladnings- og afladningscyklusser forbliver kapacitansen over 90 % af den oprindelige værdi.
Omkostningssammenligning	100% (benchmark)	Omkring 15 % (materialeomkostninger + systemomkostninger, forventet samlet reduktion på omkring 85 %)

Sammenligning af YMIN-kondensatorløsninger: Perfekt tilpasningsdygtig til forskellige SSD-applikationsbehov

Tabel 3: Anbefalinger til valg af YMIN-kondensator til forskellige SSD'er

SSD-applikationsscenarier	Anbefalet løsning	Kerneårsag	YMIN Typisk specifikationsreference
Ultratynd M.2 SSD (5 mm tyk)	Ledende polymer tantal elektrolytisk kondensator	Den eneste løsning, der kan give høj kapacitans i millimeterhøjde	TQD 35V 47μF (1,5 mm høj)
Højtydende AI-server SSD	Ledende polymer tantal elektrolytisk kondensator	Lang levetid, høj pålidelighed, matcher serverens garantiperiode	TQD 35V 47/68μF
Mainstream/Omkostningsfølsom SATA SSD	Polymer Hybrid Power Aluminium Elektrolytisk Kondensator	Bedste forhold mellem pris og ydelse, der sikrer grundlæggende pålidelighed og levetid	NGY 35V 100μF
Storkapacitet U.2 SSD på virksomhedsniveau	Dobbelte løsninger tilgængelige	Førsteklasses ydeevne: Høj pris - ydeevne for tantalkondensatorer; Hybride aluminiumkondensatorer	Tilpasset efter kundens omkostninger og præstationsmål

Spørgsmål og svar-sektion

Q: Hvordan vælger man mellem de to typer kondensatorer?

A: Valget afhænger af dine kernebehov.

Hvis dit design står over for ekstreme pladsbegrænsninger (såsom ultratynde M.2) og kræver førsteklasses stabilitet ved høje temperaturer og lang levetid, er ymin ledende polymer-tantal-elektrolytkondensatorer det ideelle valg.

Hvis dit design har en vis layoutplads og søger den bedste balance mellem pålidelighed og samlede systemomkostninger, samtidig med at det favoriserer en mere sikker "åben kredsløb"-fejltilstand, er Ymin polymerhybrid-aluminiumelektrolytkondensatorer en bedre løsning.

Konklusion

Vælg ymin for at sikre stabiliteten og ydeevnen af ​​dit AI-serverlagringssystem.

ymin tilbyder to kerneproduktlinjer inden for kondensatorområdet - ledende polymertantal-elektrolytkondensatorer og polymerhybridaluminium-elektrolytkondensatorer. Uanset om det drejer sig om ultratynde SSD'er med begrænset plads eller SSD'er i virksomhedsklassen, der kræver høj kapacitet og høj effekt, kan vi tilbyde professionel og pålidelig rådgivning om valg af kondensator og hjælpe kunderne med at finde den bedste balance mellem ydeevne, pris og pålidelighed. For detaljerede specifikationer, testrapporter, udvalgstabeller eller for at anmode om prøver, kan du besøge ymins hjemmeside eller kontakte vores tekniske support. Vi kan tilbyde individuel support til dit specifikke projekt.