מהנדסים מאוניברסיטת קליפורניה בסן דייגו פיתחו אבטיפוס לשבב חדש שנועד לשפר את הדרך שבה מועבר חשמל למעבדים גרפיים, GPUs, במרכזי נתונים. המחקר, שפורסם ב־Nature Communications, עוסק באחד האתגרים הבסיסיים של מערכות מחשוב מודרניות: כיצד להמיר ביעילות מתח חשמלי גבוה למתח נמוך בהרבה, הדרוש להפעלת רכיבי מחשוב רגישים.

מרכזי נתונים מודרניים צורכים כמויות הולכות וגדלות של חשמל, בעיקר בשל הביקוש למחשוב עתיר ביצועים ולבינה מלאכותית. ברוב המערכות האלה החשמל מופץ במתח של 48 וולט, אך המעבדים הגרפיים עצמם זקוקים בדרך כלל למתח נמוך בהרבה, בטווח של 1 עד 5 וולט. תהליך ההמרה הזה, המכונה DC-DC step-down conversion, חיוני כמעט בכל מערכת אלקטרונית, אך הוא נעשה מאתגר יותר ככל שהמערכות חזקות וצפופות יותר.

ממירי מתח מקובלים מבוססים בדרך כלל על רכיבים מגנטיים, בעיקר סלילים. במשך השנים שופרו רכיבים אלה מאוד, אך החוקרים מציינים כי הם מתקרבים למגבלות המעשיות שלהם. לפי פרופ' פטריק מרסייה, מהמחלקה להנדסת חשמל ומחשבים בבית הספר להנדסה ג'ייקובס באוניברסיטת קליפורניה בסן דייגו, התכנון של ממירים אינדוקטיביים הגיע לרמה גבוהה כל כך עד שנותר מעט מקום לשיפור משמעותי לקראת צורכי הדורות הבאים.

הגישה החדשה מבוססת על מהודים פיאזואלקטריים. בניגוד לסלילים, המאחסנים ומעבירים אנרגיה באמצעות שדות מגנטיים, מהודים פיאזואלקטריים עושים זאת באמצעות תנודות מכניות. עקרונית, רכיבים כאלה עשויים להיות קטנים יותר, בעלי צפיפות אנרגיה גבוהה יותר, יעילים יותר ומתאימים יותר לייצור בקנה מידה גדול. עם זאת, גרסאות קודמות של ממירים פיאזואלקטריים התקשו לשמור על יעילות גבוהה כאשר נדרש פער גדול בין מתח הכניסה למתח היציאה.

כדי להתמודד עם הקושי הזה, צוות המחקר פיתח תכנון היברידי. הוא משלב מהוד פיאזואלקטרי עם קבלים קטנים וזמינים מסחרית, המסודרים בתצורה ייחודית. הסידור הזה מאפשר למעגל להתמודד טוב יותר עם ירידת מתח גדולה, מפחית איבודי אנרגיה ומקטין את העומס על המהוד עצמו.

בניסוי המעבדה הצליח אבטיפוס השבב להמיר מתח של 48 וולט ל־4.8 וולט, רמה המקובלת במרכזי נתונים. יעילות השיא שנמדדה הייתה 96.2%. בנוסף, השבב סיפק זרם יציאה גבוה פי ארבעה בערך לעומת תכנונים פיאזואלקטריים קודמים. המשמעות היא שהטכנולוגיה אינה רק חסכונית יותר, אלא גם מתקרבת יותר ליכולת אספקת הספק הדרושה למערכות מחשוב מעשיות.

למרות התוצאות המבטיחות, החוקרים מדגישים כי מדובר עדיין בטכנולוגיה בשלבי פיתוח. ממירים פיאזואלקטריים אינם צפויים להחליף מיד את ממירי המתח הקיימים. יש צורך בשיפור נוסף של החומרים, המעגלים ושיטות האריזה. אחד האתגרים המעשיים הוא שהמהודים הפיאזואלקטריים רוטטים בזמן הפעולה, ולכן אי אפשר בהכרח לחבר אותם ללוחות מעגלים בשיטות הלחמה רגילות. שילובם במערכות אלקטרוניות יחייב שיטות אינטגרציה חדשות.

עם זאת, המחקר מצביע על כיוון אפשרי לשיפור יעילות האנרגיה של מרכזי נתונים. גם שיפור קטן בהמרת מתח יכול להיות משמעותי כאשר הוא מוכפל במיליוני רכיבים שפועלים ברציפות. בעידן שבו מעבדים גרפיים הפכו לתשתית מרכזית של בינה מלאכותית, כל חיסכון באנרגיה, חום ושטח עשוי להשפיע על עלויות התפעול ועל היכולת להרחיב מערכות מחשוב.

המחקר בוצע בידי ג'יי־יאנג קו, ון־צ'ין ב' ליו ופטריק פ' מרסייה, ופורסם ב־17 במרץ 2026 ב־Nature Communications. DOI: 10.1038/s41467-026-70494-0.

FAQ מהיר

מה עושה השבב החדש?
השבב ממיר מתח גבוה למתח נמוך יותר, הדרוש להפעלת רכיבים אלקטרוניים כמו מעבדים גרפיים במרכזי נתונים.

מה החידוש בטכנולוגיה?
במקום להסתמך בעיקר על סלילים מגנטיים, השבב משתמש במהוד פיאזואלקטרי ובקבלים קטנים כדי לבצע את המרת המתח ביעילות גבוהה.

האם השבב כבר מוכן לשימוש מסחרי?
לא. החוקרים מדגישים כי מדובר באבטיפוס מעבדתי. נדרשים עוד שיפורים בחומרים, במעגלים ובשיטות האריזה לפני שימוש במרכזי נתונים.

הפוסט שבב חדש עשוי לשפר את יעילות האנרגיה של מעבדים גרפיים במרכזי נתונים הופיע לראשונה ב-Chiportal.

אנבידיה ואורקל הכריזו היום על שיתוף-פעולה רב-שנתי אשר יסייע לארגונים במגוון תעשיות לפתור אתגרים עסקיים באמצעות מחשוב מואץ ובינה מלאכותית.

שיתוף הפעולה יביא את מלוא יכולות המחשוב המואץ של אנבידיה – מהמעבדים הגרפיים (GPUs), דרך מערכות החומרה ועד תוכנה – לתשתית הענן של אורקל, Oracle Cloud Infrastructure. תשתית הענן של אורקל (OCI), תוסיף עשרות אלפי מעבדים גרפיים, כולל דגמי A100 ו-H100, שיספקו לארגונים פורטפוליו רחב ונגיש לאימון מודלים של בינה מלאכותית (AI Training) ולביצוע Deep Learnings Inference בקנה מידה גדול.

"כדי להניע הצלחה ארוכת טווח בסביבה העסקית של היום, ארגונים צריכים תשובות ותובנות מהר יותר מתמיד", אמרה צפרא כץ, מנכ"לית Oracle. "שיתוף הפעולה המורחב שלנו עם NVIDIA יספק את היכולות והמומחיות הטובה ביותר שיש לשתי החברות להציע בכל התעשיות – מתחום הבריאות והתעשייה, דרך ענף התקשורת ועד לענף הפיננסים – על מנת להתגבר על האתגרים עימם מתמודדים הארגונים כיום", היא הוסיפה.

"מחשוב מואץ ובינה מלאכותית קריטיים להתמודדות עם העלויות הגוברות בכל האספקטים של תפעול ארגונים ועסקים", אמר ג'נסן הואנג, מייסד ומנכ"ל NVIDIA. "ארגונים פונים לאסטרטגיות AI מבוססות ענן שמאפשרות צמיחה והטמעה מהירים. השותפות שלנו עם Oracle תשים את NVIDIA AI בהישג ידם של אלפי חברות", הוא הוסיף.

אנבידיה ואורקל מסייעות לארגונים יחד כבר במשך שנים, עם מערכי מחשוב מואץ ופתרונות התוכנה הזמינים דרך OCI. עם פלטפורמת NVIDIA AI המלאה שתהיה זמינה דרך OCI, שיתוף הפעולה המורחב בין החברות מיועד להאיץ חדשנות המונעת באמצעות בינה מלאכותית במגוון רחב של תעשיות.

הפוסט תשתית הענן של אורקל תשודרג משמעותית במעבדי האצת בינה מלאכותית של אנבידיה הופיע לראשונה ב-Chiportal.

שרשרת האספקה ​​למעבדים גרפיים המשיכה ברכבת ההרים שלה במהלך הרבעון השלישי, כאשר שיבושים מתמשכים באספקה ​​הסתבכו בגלל הסתמכות יתר על ניהול מלאי בדיוק בזמן.

חברת המחקר ג'ון פדי דיווחה כי משלוחי GPU המיועדים למחשבים אישיים ירדו  במפתיע ב-18.2 מהרבעון הקודם למרות עלייה של 12 אחוזים על בסיס שנתי. מובילת השוק Nvidia רשמה זינוק של 8 אחוזים במשלוחי ה-GPU הרבעוניים על חשבון המתחרים AMD (ירידה של 11.4 אחוז) ואינטל (ירידה של  25.6 אחוז).

"מגפת הקורונה ממשיכה להפר את איזון שרשרת האספקה ​​השברירית שנשענה יותר מדי על אסטרטגיית בדיוק בזמן", נאמר במחקר . "אנחנו לא צופים  הקלה בשרשרת האספקה עד סוף 2022."

הדוח מציין כי הרבעון השלישי הוא באופן מסורתי החזק ביותר עבור ספקי מעבדים גרפיים המתכוננים לעונת הקניות של החגים. לעת עתה, לפחות, עונתיות בשוק היא נחלת העבר, שכן ספקי השבבים משתדלים לייצר כמה שיותר בלי להתחשב בעונתיות.

עם זאת, התקלות הללו לא פוגעות באופן אחיד למשל שוק הטבלטים במחשבי גוגל כרומבוק מוצף. לעומת זאת בקצה הגבוה יותר הביקוש למחשבי PC המשיך לעלות על ההיצע.

בחברת ג'ון פדי מוסרים  כי למרות מאמצים לתפוס נתח שוק מאנבידיה הצליחה AMD לגרוף רק עלייה חד ספרתית בנתח השוק של ה- GPU במהלך שלושת הרבעונים האחרונים, מסכם הדו"ח.

הפוסט שוק המעבדים הגרפיים חווה שיבושים הופיע לראשונה ב-Chiportal.

אחרי אינטל שדיווחה על אחד הרבעונים החזקים בהסטוריה שלה מסתבר שגם ל-AMD היה רבעון טוב. חברת AMD דיווחה ביום חמישי על הפסדים קטנים, לאחר גידול של 40% בהכנסות ברבעון השני של 2010, ובכך עלתה על ציפיות וול סטריט.

החברה דיווחה על הפסד של 43 מיליון דולר, או 6 סנט למניה בהשוואה להפסד של 330 מיליון דולר או 49 סנט למניה בתקופה המקבילה אשתקד. כל זאת מתוך סך הכנסות של 1.65 מיליארד דולר, שגדלו מ-1.18 מיליארד ברבעון המקביל אשתקד. ציפיות האנליסטים הסתכמו בהכנסות של 1.55 מיליארד בלבד, כלומר החברה הרוויחה כמאה מיליון דולר יותר מציפיות האנליסטים.

מנכ"ל AMD, דירק מאייר אמר בהודעה שצורפה לדו"ח: "דרישה יציבה לפלטפורמה הניידת שלנו וביצוע טוב של המכירות אחראים לרבעון החזק של החברה. מאייר צופה מכירות חזקות גם ברבעון השלישי שהוא מסורתית רבעון חזק.
מתוך סך המכירות, אחראית חטיבת פתרונות המיחשוב של החברה, הכוללת גם את מוצרי המעבדים המרכזיים להכנסות של 1.2 מיליארד דולר, וגידול של 31% לעומת השנה שעברה. עסקי השבבים הגרפיים גדלו אף יותר – ב-87%, והם אחראים ל-440 מיליון דולר מסך ההכנסות.
"דרישה חזקה למעבדים למחשבים ניידים הגדילה את ביצועי AMD", אמר קרופורד דל פרטה, אנליסט ב-IDC.

הפוסט הפסד קטן בלבד ל-AMD בזכות קפיצה של 40% במכירות הופיע לראשונה ב-Chiportal.

Nvidia הכריזה בתערוכת סביט 2010 שהתקיימה בתחילת מארס בהנובר שבגרמניה על הדור הבא של המעבדים הגרפיים מסדרת ION. מעבד זה אמור לספק ביצועים גרפיים מהירים פי 10 על פני נטבוקים סטנדרטיים ויאפשר חיי סוללה של עד 10 שעות, הודות לטכנולוגית אופטימוס של Nvidia.

ה-ION החדש מכיל מעבד גרפי מרכזי נפרד בעל זכרון ייעודי המתחבר לפין של מעבד האוטום של אינטל באמצעות PCI אקספרס.

המעבד שימושי במיוחד למשחקים, סרטים ומשחקים מבוססי וידאו. שלא כמו הנטבוקים בעלי הגרפיקה המשולבת במעבד הראשי, מעבדי ION הם בעלי יכולת לנגן וידאו HD באורח חלק מאתרי וידאו ותומך במשחקי PC פופולאריים. טכנולוגית אופטימוס בוחרת באופן אוטומטי את המעבד הגרפי המתאים ביותר ליישום המסויים שרץ – ומנתב באופן שקוף את עומס העבודה בין המעבד הגרפי של Nvidia ובין המעבד המרכזי של אינטל המשלב גם גרפיקה.

במקביל הציגה החברה מחשבים המריצים בטכנולוגיה זו תמונות תלת ממדיות. תור גדול השתרך כדי לצפות בסרטון המדגים את החוויה.

ביתן Nvidia בתערוכת סביט 2010 בהנובר, מארס 2010. צילום: אבי בליזובסקי

הפוסט Nvidia הכריזה בסביט על פלטפורמת ION החדשה הופיע לראשונה ב-Chiportal.