Wie wählt man den am besten geeigneten PLP-Kondensator für SSDs in KI-Servern aus? Eine umfassende Analyse von leitfähigen Polymer-Tantal-Elektrolytkondensatoren und Fest-Flüssig-Hybrid-Aluminium-Elektrolytkondensatoren

 

In KI-Servern sind SSDs die zentrale Komponente für die Datenspeicherung und den Datenabruf, und ihre Leistung beeinflusst direkt die Effizienz von Training und Inferenz. Mit der zunehmenden Verbreitung von PCIe 5.0/6.0-Schnittstellen haben sich der Stromverbrauch und der momentane Strombedarf von SSDs deutlich erhöht, wodurch die Auswahl von PLP-Kondensatoren (Power Loss Protection) für die Systemstabilität entscheidend ist.

Insbesondere unter Bedingungen hoher Temperaturen, hoher Belastung und Dauerbetrieb müssen Kondensatoren gleichzeitig mehrere Anforderungen erfüllen, darunter niedriger ESR-Wert, hohe Kapazitätsdichte, lange Lebensdauer und hohe Temperaturstabilität. Andernfalls kann es zu Datenverlust, Firmware-Beschädigung oder Systemabstürzen kommen.

Warum die Auswahl der Kondensatoren die Leistung und Lebensdauer von SSDs direkt beeinflusst

Bei einem plötzlichen Stromausfall einer SSD muss der PLP-Kondensator seine gespeicherte Energie innerhalb von Millisekunden freisetzen, um das sichere Schreiben der Daten in den NAND-Flash-Speicher zu gewährleisten. Ist der ESR des Kondensators zu hoch, kommt es während der Entladung zu einem starken Spannungsabfall, der Schreibfehler verursachen kann. Ist die Kapazität unzureichend oder sinkt ihr Wert bei hohen Temperaturen stark ab, kann keine ausreichende Überbrückungszeit erreicht werden. Bei kompakten M.2-SSDs (z. B. 5 mm Dicke) ist die Kondensatorhöhe zudem oft auf unter 1,9 mm begrenzt, und die volumetrische Effizienz (CV-Wert) bestimmt direkt, ob auf begrenztem Raum ausreichend Energie gespeichert werden kann.

YMIN Kondensatorlösungen

Speicherengpässe überwinden, um den Anforderungen des KI-Zeitalters gerecht zu werden

Lösung A: Leitfähige Polymer-Tantal-Elektrolytkondensatoren – Ein Maßstab für ultimative Weltraumleistung

Die leitfähigen Polymer-Tantal-Elektrolytkondensatoren der TQD-Serie von YMIN eignen sich dank ihrer ultradünnen Bauweise (1,5 mm) ideal für ultradünne M.2-SSDs und lösen das Platzproblem. Der hohe CV-Wert (1,0 μF/mm³) und die hohe Temperaturstabilität der Tantalkondensatoren gewährleisten, dass sie selbst bei kleinstem Volumen ausreichend Schutzenergie für die SSD bereitstellen und so deren stabilen Betrieb über lange Zeiträume auch unter hohen Temperaturen und Lasten sicherstellen.

Ultradünn und hochdicht: DieTQD-SerieSie kann eine Höhe von nur 1,5 mm aufweisen und einen CV-Wert von bis zu 1,0 μF/mm³ besitzen, was sie zur idealen Wahl für ultradünne M.2 SSDs macht.

Robust und langlebig: Eine neuartige, vollständig in Festkörperbauweise gefertigte Struktur mit einer Lebensdauer von über 100.000 Stunden bei 75 °C, die auch strenge Doppeltests bei 85 °C bestanden hat und unter langfristigen Bedingungen hoher Temperatur und Luftfeuchtigkeit stabil bleibt.

Stabile Leistung: Die Diagrammdaten zeigen minimale Änderungen der Kapazität (C) und des äquivalenten Serienwiderstands (ESR) mit der Zeit und der Temperatur, wodurch ein kontinuierlicher und zuverlässiger Schutz gewährleistet wird.

Lange Lebensdauer und hohe Witterungsbeständigkeit: Die vollständig aus Halbleitern gefertigte Konstruktion bietet eine erwartete Lebensdauer von über 100.000 Stunden bei 75 °C. Mehrere Maßnahmen zum Schutz vor Feuchtigkeit gewährleisten, dass das Produkt zwei Tests mit konstanter Temperatur und Luftfeuchtigkeit bei 85 °C besteht und sich somit für den stabilen Betrieb unter langfristiger Hochtemperaturbelastung eignet.

Abbildung 1: Änderung der LC-Kapazität eines 35V 68μF Tantal-Kondensators im Zeitverlauf

Abbildung 2: ESR-Variation eines 35V 68μF Tantal-Kondensators im Zeitverlauf

Abbildung 3: Änderung von ΔC/Co im Zeitverlauf für einen 35-V-68-μF-Tantalkondensator

Option B: Polymer-Hybrid-Aluminium-Elektrolytkondensatoren – Eine Top-Wahl für hohe Zuverlässigkeit und Kosteneffizienz

Für SSDs der Enterprise-Klasse mit hohem Speicherbedarf sind die Polymer-Hybrid-Aluminium-Elektrolytkondensatoren von ymin aufgrund ihres hervorragenden Preis-Leistungs-Verhältnisses die ideale Wahl. Sie bieten eine außergewöhnlich lange Lebensdauer von 10.000 Stunden bei 105 °C und weisen selbst bei starken Temperaturschwankungen einen niedrigen ESR-Wert und eine hohe Kapazitätsstabilität auf.

Langlebig und robust: Bietet über 10.000 Betriebsstunden bei 105℃ und erfüllt damit die langfristigen Betriebsanforderungen von Servern.

Systemfreundlich: Der Fehlermodus ist ein „offener Stromkreis“, der im Vergleich zum Kurzschlussmodus eine höhere Sicherheitsredundanz für hochwertige Datenspeichersysteme bietet.

Kostenvorteil: Deutliche Optimierung der Materialkosten bei gleichzeitig vergleichbarer Leistung, wodurch es sich hervorragend für Mainstream- und Enterprise-SSDs mit hoher Kapazität eignet.

ymin Leitfähiges Polymer Tantal vs. Fest-Flüssig-Hybrid-Aluminium-Elektrolytkondensatoren

Um die oben genannten Herausforderungen zu bewältigen, bietet ymin zwei gängige PLP-Kondensatorlösungen an. Im Folgenden finden Sie einen strukturierten Vergleich auf Basis von Messdaten:

Tabelle 1: Produkteigenschaften von leitfähigen Polymer-Tantal- und Fest-Flüssig-Hybrid-Aluminium-Elektrolytkondensatoren

Charakteristische Dimension	Leitfähiger Polymer-Tantal-Elektrolytkondensator	Polymer-Hybrid-Leistungs-Aluminium-Elektrolytkondensator	SSD-Designwert
Volumeneffizienz (CV-Wert)	Extrem hoch (1,0 μF/mm³)	Hoch (0,46 μF/mm³)	Tantalkondensatoren sind die erste Wahl für ultrakompakte Bauweisen.
Produkthöhe	Ultradünn, bis zu 1,5 mm dick.	Kleiner Durchmesser, oberflächenmontiert mit einer Höhe von ca. 3,55 mm	Tantalkondensatoren benötigen keine Leiterplattenschlitze; Aluminium-Elektrolytkondensatoren erfordern eine Leiterplattenschlitzkonstruktion
Äquivalenter Serienwiderstand (ESR)	Niedrig	Extrem niedrig	Hybrid-Aluminium-Elektrolytkondensatoren weisen eine bessere momentane Entladekapazität und ein besseres Ansprechverhalten auf.
Nutzungsdauer	Extrem lange Laufzeit (Vollständig festkörperbasiert)	Long (Flüssig-Feststoff-Hybridsystem)	Beide erfüllen die Anforderungen an eine lange Lebensdauer, wobei die theoretische Lebensdauer von Tantal-Kondensatoren besser ist.
Temperaturcharakteristik	Ausgezeichnet, Kapazitätswert/ESR ändert sich kaum mit der Temperatur	Gut, der Kapazitätswert/ESR ändert sich mit der Temperatur nur geringfügig.	Beide arbeiten auch in Hochtemperaturumgebungen stabil.
Fehlermodus	Kurzschluss (Schutzschaltung erforderlich)	Unterbrechung	Der Ausfallmodus von Hybrid-Aluminium-Elektrolytkondensatoren ist sicherer und birgt ein geringeres Systemrisiko.
Kosten	Höher	Besitzt erhebliche Vorteile	Hybrid-Aluminium-Elektrolytkondensatoren können die Gesamtkosten erheblich optimieren.

Tabelle 2: Vergleich typischer Spezifikationen für leitfähige Polymer-Tantal- und Fest-Flüssig-Hybrid-Aluminium-Elektrolysezellen

Schlüsselparameter / Fähigkeitswert	YMIN Aluminium-Elektrolytkondensator TQD 35V47μF (7,3 * 4,3 * 1,5)	Fester Hybrid-Aluminium-Elektrolytkondensator NGY 35V100μF (5 * 11)
Stoßspannung	41 V	41 V
Spitzenspannungsfestigkeit (transient)	47,3 V	55 V
Unterstützte Betriebsspannung	35 V	35 V
Kapazitätstoleranzbereich	±20%	±10%
Typischer Kapazitätswert	Etwa 42 μF	Etwa 105 μF
Spezifische Abmessungen	7,3 x 4,3 x 1,5 mm, Kondensatorhöhe: 1,5 mm	φ5,0x11,5mm, Kondensator-Einbauhöhe: 5,0mm (Unterstützt die Montage in liegender Position, Leiterplatten-Nut-Design erforderlich)
Betriebstemperaturbereich	-55℃~ +105℃	-55℃~ +105℃
Erwartete Lebensdauer	>2000 Stunden bei 105℃	>10000 Stunden bei 105℃
	>100000 Stunden bei 75℃	>80000 Stunden bei 75℃
Untere Kapazitätsgrenze am Ende der Nennlebensdauer	über 90 % des anfänglichen Kapazitätswertes	Über 85 % des anfänglichen Kapazitätswertes
Kapazitätsänderung mit der Temperatur	-5% bis +20% Bereich (-55℃ bis +105℃)	±7% Bereich (-55℃~ +105℃)
Lade- und Entladefestigkeit	Nach 20.000 Lade-Entlade-Zyklen bleibt die Kapazität über 90 % des Anfangswertes.	Nach 20.000 Lade-Entlade-Zyklen bleibt die Kapazität über 90 % des Anfangswertes.
Kostenvergleich	100 % (Benchmark)	Rund 15 % (Materialkosten + Systemkosten, erwartete Gesamtreduzierung von ca. 85 %)

Vergleich der YMIN-Kondensatorlösungen: Perfekt anpassbar an unterschiedliche SSD-Anwendungsanforderungen

Tabelle 3: YMIN-Kondensatorauswahlempfehlungen für verschiedene SSDs

SSD-Anwendungsszenarien	Empfohlene Lösung	Kerngrund	YMIN Typische Spezifikationsreferenz
Ultradünne M.2 SSD (5 mm dick)	Leitfähiger Polymer-Tantal-Elektrolytkondensator	Die einzige Lösung, die eine hohe Kapazität im Millimeterbereich bieten kann	TQD 35V 47μF (1,5 mm hoch)
Hochleistungsfähige AI Server SSD	Leitfähiger Polymer-Tantal-Elektrolytkondensator	Lange Lebensdauer, hohe Zuverlässigkeit, passend zur Servergarantiezeit	TQD 35V 47/68μF
Mainstream/Kostenbewusste SATA-SSD	Polymer-Hybrid-Leistungs-Aluminium-Elektrolytkondensator	Bestes Kosten-Leistungs-Verhältnis, Gewährleistung grundlegender Zuverlässigkeit und Lebensdauer	NGY 35V 100μF
U.2 SSD mit hoher Speicherkapazität für Unternehmen	Doppellösungen verfügbar	Höchstleistung: Hohes Preis-Leistungs-Verhältnis von Tantal-Kondensatoren; Hybrid-Aluminium-Kondensatoren	Angepasst an die Kosten- und Leistungsziele des Kunden.

Fragen und Antworten

F: Wie wählt man zwischen den beiden Kondensatortypen?

A: Die Wahl hängt von Ihren Kernanforderungen ab.

Wenn Ihre Konstruktion extremen Platzbeschränkungen unterliegt (z. B. ultradünne M.2-Gehäuse) und höchste Hochtemperaturstabilität sowie eine lange Lebensdauer erfordert, sind leitfähige Polymer-Tantal-Elektrolytkondensatoren von ymin die ideale Wahl.

Wenn Ihr Design über etwas Layoutspielraum verfügt und ein optimales Gleichgewicht zwischen Zuverlässigkeit und Gesamtsystemkosten anstrebt, wobei ein sicherer Ausfallmodus mit „offenem Stromkreis“ bevorzugt wird, sind Ymin-Polymer-Hybrid-Aluminium-Elektrolytkondensatoren eine bessere Lösung.

Abschluss

Wählen Sie ymin, um die Stabilität und Leistungsfähigkeit Ihres KI-Server-Speichersystems zu gewährleisten.

ymin bietet zwei Kernproduktlinien im Bereich Kondensatoren an: leitfähige Polymer-Tantal-Elektrolytkondensatoren und Polymer-Hybrid-Aluminium-Elektrolytkondensatoren. Ob für platzsparende, ultradünne SSDs oder Enterprise-SSDs mit hohen Kapazitäts- und Leistungsanforderungen – wir beraten Sie professionell und zuverlässig bei der Kondensatorauswahl und helfen Ihnen, das optimale Verhältnis zwischen Leistung, Kosten und Zuverlässigkeit zu finden. Detaillierte Spezifikationen, Testberichte, Auswahltabellen und Musteranfragen finden Sie auf der ymin-Website oder kontaktieren Sie unseren technischen Support. Wir bieten Ihnen individuelle Unterstützung bei der Auswahl der passenden Kondensatoren für Ihr Projekt.