AIサーバーラックでは、トレーニング負荷と推論負荷の急速な切り替え時に、ミリ秒レベル（通常1～50ミリ秒）の電力サージとDCバス電圧の低下が発生します。NVIDIAは、GB300 NVL72パワーラックの設計において、同社のパワーラックはエネルギー貯蔵コンポーネントを統合し、コントローラーと連携してラックレベルの急速な過渡電力平滑化を実現すると述べています（参考文献[1]を参照）。
エンジニアリングの実務においては、「ハイブリッドスーパーキャパシタ（LIC）+ BBU（バッテリーバックアップユニット）」を近接バッファ層として用いることで、「過渡応答」と「短期バックアップ電源」を切り離すことができます。LICはミリ秒レベルの補償を担い、BBUは秒から分レベルのテイクオーバーを担います。本稿では、エンジニア向けに再現性のある選定アプローチ、主要指標のリスト、検証項目を提示します。YMIN SLF 4.0V 4500F（単体ESR≤0.8mΩ、連続放電電流200A、パラメータは仕様書[3]を参照）を例に、構成の提案と比較データによる裏付けを提供します。
ラック BBU 電源は、「過渡電力平滑化」を負荷の近くに移動しています。
ラック単体の消費電力が数百キロワットレベルに達すると、AIワークロードは短時間で電流スパイクを引き起こす可能性があります。バス電圧降下がシステムのしきい値を超えると、マザーボード保護、GPUエラー、または再起動がトリガーされる可能性があります。上流電源と電力網へのピーク時の影響を軽減するため、一部のアーキテクチャでは、ラック電源ラック内にエネルギーバッファリングと制御戦略を導入し、電力スパイクをラック内で「局所的に吸収・放出」できるようにしています。この設計の核となるメッセージは、過渡的な問題は負荷に最も近い場所でまず対処すべきであるということです。
NVIDIA GB200/GB300などの超高出力（キロワットレベル）GPUを搭載したサーバーでは、電源システムが直面する主要な課題は、従来のバックアップ電源から、ミリ秒レベルや数百キロワットレベルの過渡的な電力サージへの対応へと移行しています。鉛蓄電池を中心とする従来のBBUバックアップ電源ソリューションは、固有の化学反応遅延、高い内部抵抗、そして限られた動的充電許容能力により、応答速度と電力密度のボトルネックに悩まされています。これらのボトルネックは、シングルラックのコンピューティング能力とシステム信頼性の向上を阻害する主要な要因となっています。
表1：ラックBBUにおける3段階ハイブリッドエネルギー貯蔵モードの位置の概略図（表図）
| 負荷側 | DCバス | LIC（ハイブリッドスーパーキャパシタ） | BBU（バッテリー/エネルギー貯蔵） | UPS/HVDC |
| GPU/マザーボードの電力ステップ（ミリ秒レベル） | DCバス電圧 電圧降下/リップル | ローカル補償 標準1～50ms 高レート充電/放電 | 短期テイクオーバー2分レベル（システムに基づいて設計） | 長期電力供給分時間レベル（データセンターアーキテクチャによる） |
アーキテクチャの進化
「バッテリーバックアップ」から「3層ハイブリッドエネルギー貯蔵モード」へ
従来のBBUは、エネルギー貯蔵に主にバッテリーに依存しています。ミリ秒レベルの電力不足に直面すると、化学反応速度論と等価内部抵抗によって制限されるバッテリーは、コンデンサベースのエネルギー貯蔵よりも応答速度が遅くなることがよくあります。そのため、ラックサイドソリューションでは、「LIC（過渡）+ BBU（短時間）+ UPS/HVDC（長時間）」という階層型戦略が採用され始めています。
DC バスの近くに並列に接続された LIC: ミリ秒レベルの電力補償と電圧サポート (高レート充電および放電) を処理します。
BBU (バッテリーまたはその他のエネルギー ストレージ): 秒から分レベルのテイクオーバーを処理します (バックアップ期間用に設計されたシステム)。
データ センター レベルの UPS/HVDC: 長期にわたる無停電電源供給とグリッド側の調整を処理します。
この分業により、「高速変数」と「低速変数」が分離され、バスが安定するとともに、エネルギー貯蔵ユニットへの長期的なストレスとメンテナンスのプレッシャーが軽減されます。
徹底分析：YMINを選ぶ理由ハイブリッドスーパーキャパシタ?
yminのハイブリッドスーパーキャパシタLIC（リチウムイオンキャパシタ）は、コンデンサの高出力特性と電気化学システムの高エネルギー密度を構造的に融合しています。過渡補償シナリオにおいて、負荷に耐えるための鍵は、目標Δt内に必要なエネルギーを出力し、許容される温度上昇および電圧降下の範囲内で十分な大きさのパルス電流を供給することです。
高出力：GPUの負荷が急激に変化したり、電力網が変動したりすると、従来の鉛蓄電池は化学反応速度が遅く内部抵抗が高いため、動的充電受入能力が急速に低下し、数ミリ秒単位での応答が不可能になります。ハイブリッドスーパーキャパシタは1～50ミリ秒以内に瞬時に補償を完了し、その後BBUバックアップ電源から分単位のバックアップ電力を供給することで、安定したバス電圧を確保し、マザーボードやGPUのクラッシュリスクを大幅に低減します。
体積と重量の最適化：「等価利用可能エネルギー（V_hi→V_lo電圧ウィンドウによって決定）+等価過渡ウィンドウ（Δt）」を比較すると、LICバッファ層ソリューションは、従来のバッテリーバックアップと比較して、体積と重量を大幅に削減します（体積は約50%～70%削減、重量は約50%～60%削減。標準値は公開されておらず、プロジェクト検証が必要です）。これにより、ラックスペースとエアフローリソースが解放されます。（具体的な割合は、比較対象の仕様、構造部品、放熱ソリューションによって異なります。プロジェクト固有の検証をお勧めします。）
充電速度の向上：LICは高レート充放電能力を備えており、その再充電速度は通常、バッテリーソリューションよりも高速です（5倍以上の速度向上、約10分の急速充電を実現。出典：ハイブリッドスーパーキャパシタと一般的な鉛蓄電池の値）。再充電時間は、システムの電力マージン、充電戦略、および熱設計によって決まります。「V_hiまで再充電するのに必要な時間」を受入れ基準として、繰り返しパルスによる温度上昇評価と組み合わせて使用することをお勧めします。
長サイクル寿命：LICは、高頻度充放電条件下でも、一般的に長いサイクル寿命と低いメンテナンス要件を備えています（100万サイクル、6年以上の寿命、従来の鉛蓄電池の約200倍；出典：ハイブリッドスーパーキャパシタと一般的な鉛蓄電池の比較）。サイクル寿命と温度上昇の制限は、特定の仕様と試験条件によって異なります。ライフサイクル全体の観点から見ると、これは運用・保守コストと故障コストの削減に役立ちます。
図2: ハイブリッドエネルギー貯蔵システムの概略図:
リチウムイオン電池（1分レベル）＋リチウムイオンコンデンサLIC（ミリ秒レベルバッファ）
NVIDIA GB300 リファレンス デザインの日本製 Musashi CCP3300SC (3.8V 3000F) をベースにしており、公開されている仕様では、より高い容量密度、より高い電圧、より高い容量を誇ります。4.0V の動作電圧と 4500F の容量により、同じモジュール サイズ内でより高い単一セル エネルギー貯蔵とより強力なバッファリング機能が得られ、妥協のないミリ秒レベルの応答が保証されます。
YMIN SLFシリーズハイブリッドスーパーキャパシタの主なパラメータ：
定格電圧: 4.0V; 公称容量: 4500F
DC内部抵抗/ESR: ≤0.8mΩ
連続放電電流：200A
動作電圧範囲: 4.0～2.5V
YMINのハイブリッドスーパーキャパシタベースのBBUローカルバッファソリューションを活用することで、1ミリ秒以内にDCバスに大電流補償を提供し、バス電圧の安定性を向上させることができます。同じエネルギー有効範囲と過渡応答時間を持つ他のソリューションと比較して、バッファ層は一般的にスペース占有率を低減し、ラックリソースを解放します。また、高頻度充放電や迅速な回復要件にも適しており、メンテナンスの負担を軽減します。具体的な性能は、プロジェクト仕様に基づいて検証する必要があります。
選択ガイド: シナリオへの正確なマッチング
AIコンピューティング能力の極度の課題に直面しているため、電源システムの革新が重要です。YMINのSLF 4.0V 4500Fハイブリッドスーパーキャパシタは、確固たる独自技術により、高性能・高信頼性の国産BBUバッファ層ソリューションを提供し、AIデータセンターの安定的・効率的・集中的な継続的進化を中核的にサポートします。
詳細な技術情報が必要な場合は、データシート、テスト データ、アプリケーション選択表、サンプルなどを提供できます。また、バス電圧、ΔP/Δt、スペース寸法、周囲温度、寿命仕様などの重要な情報もご提供ください。構成の推奨事項を迅速に提供できます。
Q&Aセクション
Q: AIサーバーのGPU負荷は数ミリ秒以内に150%も急上昇することがあり、従来の鉛蓄電池では対応できません。YMINリチウムイオンスーパーキャパシタの具体的な応答時間はどれくらいですか？また、どのようにしてこの迅速なサポートを実現しているのですか？
A: YMINハイブリッドスーパーキャパシタ（SLF 4.0V 4500F）は、物理的なエネルギー貯蔵原理を採用し、内部抵抗が極めて低い（≤0.8mΩ）ため、1～50ミリ秒の範囲で瞬時に高速放電が可能です。GPU負荷の急激な変化によってDCバス電圧が急激に低下した場合、ほぼ遅延なく大電流を放出し、バスパワーを直接補償することで、バックエンドBBU電源の起動と引き継ぎに時間を稼ぎ、スムーズな電圧遷移を実現し、電圧低下による計算エラーやハードウェアクラッシュを回避します。
この記事の最後にある要約
適用可能なシナリオ: DC バスがミリ秒レベルの過渡的な電力サージ/電圧低下に直面するシナリオでの AI サーバー ラックレベル BBU (バックアップ電源ユニット) に適しています。短期的な停電、グリッド変動、突然の GPU 負荷の変化下でのバス電圧の安定化と過渡補償のための「ハイブリッド スーパーキャパシタ + BBU」ローカル バッファ アーキテクチャに適用できます。
主な利点: ミリ秒レベルの高速応答 (1 ～ 50 ミリ秒の過渡ウィンドウを補正)、低い内部抵抗/高電流能力により、バス電圧の安定性が向上し、予期しない再起動のリスクが軽減されます。高速充電と放電、および高速再充電をサポートし、バックアップ電源の回復時間を短縮します。従来のバッテリー ソリューションと比較して、高頻度の充電と放電の条件に適しており、メンテナンスの負担とライフサイクル全体のコストを削減します。
推奨モデル: YMIN スクエアハイブリッドスーパーキャパシタ SLF 4.0V 4500F
データ（仕様書・試験報告書・サンプル）取得：
公式サイト：www.ymin.com
テクニカルホットライン: 021-33617848
参考文献（公開情報源）
[1] NVIDIA公式公開情報/技術ブログ:GB300 NVL72（パワーシェルフ）ラックレベル過渡平滑化/エネルギーストレージの紹介
[2] TrendForceなどのメディア/機関からの公開レポート：GB200/GB300関連のLIC申請とサプライチェーン情報
[3] 上海YMINエレクトロニクスは「SLF 4.0V 4500Fハイブリッドスーパーキャパシタ仕様」を提供している。
投稿日時: 2026年1月20日