Hur väljer man den lämpligaste PLP-kondensatorn för AI-server-SSD:er? En omfattande analys av elektrolytkondensatorer i ledande polymer-tantal och elektrolytkondensatorer i fast-vätske-hybrid-aluminium

 

I AI-servrar är SSD-diskar kärnkomponenten för datalagring och hämtning, och deras prestanda påverkar direkt tränings- och inferenseffektivitet. Med det utbredda antagandet av PCIe 5.0/6.0-gränssnitt har SSD:s strömförbrukning och momentana strömkrav ökat avsevärt, vilket gör valet av Power Loss Protection (PLP-kondensatorer) avgörande för systemstabilitet.

Speciellt under förhållanden med hög temperatur, hög belastning och kontinuerlig drift dygnet runt måste kondensatorer samtidigt uppfylla flera krav, inklusive låg ESR, hög kapacitansdensitet, lång livslängd och stabilitet vid höga temperaturer. Annars kan dataförlust, korruption av firmware eller systemkrascher inträffa.

Varför val av kondensator direkt påverkar SSD:ns prestanda och livslängd

När en SSD drabbas av ett plötsligt strömavbrott måste PLP-kondensatorn frigöra sin lagrade energi inom millisekunder för att säkerställa säker skrivning av data till NAND-flashminnet. Om kondensatorns ESR är för hög kommer ett stort spänningsfall att uppstå under urladdningen, vilket potentiellt kan leda till skrivfel. Om kapacitansen är otillräcklig eller kapacitansvärdet avtar avsevärt vid höga temperaturer kan den inte ge tillräcklig hålltid. Dessutom är kondensatorhöjden i kompakta M.2 SSD-diskar (t.ex. 5 mm tjocka) ofta begränsad till under 1,9 mm, och volymetrisk verkningsgrad (CV-värde) avgör direkt om tillräcklig energilagring kan uppnås inom ett begränsat utrymme.

YMIN-kondensatorlösningar

Att bryta igenom flaskhalsar i lagring för att möta behoven i AI-eran

Lösning A: Elektrolytkondensatorer av ledande polymertantal – Ett riktmärke för ultimat rymdprestanda

YMINs TQD-serie av ledande polymer-tantalelektrolytkondensatorer, med sin ultratunna design (1,5 mm), är perfekt lämpade för ultratunna M.2 SSD-diskar och löser problemet med utrymmesbegränsningar. Det höga CV-värdet (1,0 μF/mm³) och den höga temperaturstabiliteten hos tantalkondensatorer säkerställer att de även i en mycket liten volym kan ge tillräcklig strömavstängningsskyddsenergi för SSD:n, vilket säkerställer stabil drift under lång tid under höga temperaturer och höga belastningsmiljöer.

Ultratunn och högdensitets: DenTQD-serienkan vara så låg som 1,5 mm i höjd och har ett CV-värde så högt som 1,0 μF/mm³, vilket gör den till ett idealiskt val för ultratunna M.2 SSD-diskar.

Robust och hållbar: En ny helstruktur i solid state-format med en livslängd på över 100 000 timmar vid 75 °C, som klarat rigorösa dubbla 85 °C-tester och bibehåller stabilitet under långvariga förhållanden med hög temperatur och fuktighet.

Stabil prestanda: Diagramdata visar minimala förändringar i kapacitans (C) och ekvivalent serieresistans (ESR) med tid och temperatur, vilket ger kontinuerligt och tillförlitligt skydd.

Lång livslängd och hög väderbeständighet: En heltäckande struktur i fast tillstånd med en förväntad livslängd på över 100 000 timmar vid 75 °C. Flera fuktsäkra åtgärder säkerställer att produkten klarar dubbla tester för konstant temperatur och fuktighet på 85 °C, vilket är lämpligt för stabil drift under långvariga högtemperaturbelastningar.

Figur 1: LC-förändring för en 35V 68μF tantalkondensator över tid

Figur 2: ESR-variation för en 35V 68μF tantalkondensator över tid

Figur 3: Förändring av ΔC/Co över tid för en 35V 68μF tantalkondensator

Alternativ B: Polymerhybridaluminiumelektrolytkondensatorer – Ett toppval för hög tillförlitlighet och kostnadseffektivitet

För SSD-diskar i företagsklass som kräver hög kapacitet är ymins polymerhybridaluminiumelektrolytkondensatorer ett idealiskt val tack vare deras överlägsna kostnadseffektivitet. De erbjuder en exceptionellt lång livslängd på 10 000 timmar vid 105 ℃, vilket bibehåller låg ESR och god kapacitetsstabilitet även i miljöer med betydande temperaturvariationer.

Långvarig och hållbar: Ger över 10 000 timmars drift vid 105 ℃, vilket uppfyller servrars långsiktiga driftsbehov.

Systemvänligt: ​​Felläget är "öppen krets", vilket ger större säkerhetsredundans för högvärdiga datalagringssystem jämfört med kortslutningsläge.

Kostnadsfördel: Optimerar BOM-kostnaderna avsevärt samtidigt som liknande prestanda uppnås, vilket gör den till ett utmärkt val för vanliga SSD-diskar och SSD-diskar med stor kapacitet i företagsklass.

ymin Ledande Polymer Tantal vs. Fast-Flytande Hybrid Aluminium Elektrolytkondensatorer

För att hantera ovanstående utmaningar erbjuder ymin två vanliga PLP-kondensatorlösningar. Följande är en strukturerad jämförelse baserad på uppmätta data:

Tabell 1: Produktegenskaper för ledande polymertantal och fast-flytande hybridaluminiumelektrolytkondensator

Karakteristisk dimension	Ledande polymertantal elektrolytkondensator	Polymerhybridkraftselektrolytkondensator i aluminium	SSD-designvärde
Volymeffektivitet (CV-värde)	Extremt hög (1,0 μF/mm³)	Hög (0,46 μF/mm³)	Tantalkondensatorer är förstahandsvalet för ultrakompakt design
Produkthöjd	Ultratunn, kan vara så låg som 1,5 mm	Liten diameter, ytmonterad med en höjd på cirka 3,55 mm	Tantalkondensatorer kräver inte PCB-slitsning; aluminiumelektrolytkondensatorer kräver PCB-slitsning
Ekvivalent serieresistans (ESR)	Låg	Extremt låg	Hybrida aluminiumelektrolytkondensatorer har bättre omedelbar urladdningskapacitet och respons
Livslängd	Extremt lång (helt i fast tillstånd)	Lång (flytande-fast hybridsystem)	Båda uppfyller kraven på lång livslängd, och den teoretiska livslängden för tantalkondensatorer är bättre
Temperaturegenskaper	Utmärkt, kapacitansvärde/ESR ändras lite med temperaturen	Bra, kapacitansvärde/ESR ändras lite med temperaturen	Båda presterar stabilt i högtemperaturmiljöer
Felläge	Kortslutning (Kretsskydd krävs)	Öppen krets	Felläget för hybridelektrolytkondensatorer i aluminium är säkrare, med lägre systemrisk
Kosta	Högre	Har betydande fördelar	Hybrida aluminiumelektrolytkondensatorer kan avsevärt optimera den totala kostnaden

Tabell 2: Jämförelse av typiska specifikationer för elektrolytiska celler av ledande polymertantal och hybrider av fast-flytande aluminium

Nyckelparameter / Funktionsvärde	YMIN Aluminium Elektrolytkondensator TQD 35V47μF (7,3 * 4,3 * 1,5)	Solid hybrid aluminiumelektrolytkondensator NGY 35V100μF (5 * 11)
Överspänning	41V	41V
Toppspänning (transient)	47,3V	55V
Stödjbar arbetsspänning	35V	35V
Kapacitanstoleransområde	±20 %	±10 %
Typiskt kapacitansvärde	Runt 42 μF	Runt 105 μF
Specifika dimensioner	7,3x4,3x1,5 mm, Kondensatorhöjd: 1,5 mm	φ5,0x11,5 mm, Kondensatorhöjd vid nedläggning: 5,0 mm (Stöder nedläggningsmontering, kretskortsutformning krävs)
Driftstemperaturområde	-55℃~ +105℃	-55℃~ +105℃
Förväntad livslängd	>2000 timmar vid 105 ℃	>10000 timmar vid 105 ℃
	>100000 timmar vid 75℃	>80000 timmar vid 75℃
Kapacitansens nedre gräns vid slutet av den nominella livslängden	Över 90 % av det initiala kapacitansvärdet	Över 85 % av det initiala kapacitansvärdet
Kapacitansvariation med temperatur	-5%~ +20% intervall (-55℃~ +105℃)	±7% intervall (-55℃~ +105℃)
Laddnings- och urladdningskapacitet	Efter 20 000 laddnings- och urladdningscykler förblir kapacitansen över 90 % av initialvärdet	Efter 20 000 laddnings- och urladdningscykler förblir kapacitansen över 90 % av initialvärdet
Kostnadsjämförelse	100 % (riktmärke)	Cirka 15 % (materialkostnad + systemkostnad, förväntad total minskning på cirka 85 %)

Jämförelse av YMIN-kondensatorlösningar: Perfekt anpassningsbar till olika SSD-applikationsbehov

Tabell 3: Rekommendationer för val av YMIN-kondensator för olika SSD-diskar

SSD-applikationsscenarier	Rekommenderad lösning	Kärnanledning	YMIN Typisk specifikationsreferens
Ultratunn M.2 SSD (5 mm tjock)	Ledande polymertantal elektrolytkondensator	Den enda lösningen som kan ge hög kapacitans på millimeternivå	TQD 35V 47μF (1,5 mm hög)
Högpresterande AI-server-SSD	Ledande polymertantal elektrolytkondensator	Lång livslängd, hög tillförlitlighet, matchar serverns garantiperiod	TQD 35V 47/68μF
Vanlig/Kostnadskänslig SATA SSD	Polymerhybridkraftselektrolytkondensator i aluminium	Bästa kostnads-prestandaförhållande, vilket säkerställer grundläggande tillförlitlighet och livslängd	NGY 35V 100μF
Storkapacitet U.2 SSD på företagsnivå	Dubbla lösningar tillgängliga	Förstklassig prestanda: Hög kostnadseffektivitet hos tantalkondensatorer; Hybridkondensatorer i aluminium	Anpassad efter kundens kostnads- och prestationsmål

Fråge- och svarssektion

F: Hur väljer man mellan de två typerna av kondensatorer?

A: Valet beror på dina kärnbehov.

Om din design har extrema utrymmesbegränsningar (som ultratunna M.2) och kräver högtemperaturstabilitet och lång livslängd, är ymin ledande polymertantal-elektrolytkondensatorer ditt ideala val.

Om din design har lite layoututrymme och söker den bästa balansen mellan tillförlitlighet och total systemkostnad, samtidigt som man föredrar ett säkrare "öppet krets"-felläge, är Ymin polymerhybridaluminiumelektrolytkondensatorer en bättre lösning.

Slutsats

Välj ymin för att säkerställa stabiliteten och prestandan hos ditt AI-serverlagringssystem.

ymin erbjuder två kärnproduktlinjer inom kondensatorområdet – elektrolytkondensatorer av ledande polymertantal och elektrolytkondensatorer av polymerhybridaluminium. Oavsett om det gäller ultratunna SSD-diskar med begränsat utrymme eller SSD-diskar i företagsklass som kräver hög kapacitet och stöd för hög effekt, kan vi erbjuda professionella och pålitliga råd om val av kondensator och hjälpa kunder att hitta den bästa balansen mellan prestanda, kostnad och tillförlitlighet. För detaljerade specifikationer, testrapporter, urvalstabeller eller för att begära prover, besök ymins webbplats eller kontakta vår tekniska support. Vi kan erbjuda individuell urvalssupport för just ditt projekt.