Komputasi

Meningkatkan Efisiensi Pusat Data dengan Chip Konversi Daya yang Lebih Baik

Diterbitkan 21 April 2026

Diperbarui 27 Mei 2026

Oleh

Jonathan Schramm

Tambahkan Securities.io ke sumber pilihan Anda di Google

Dengan ledakan komputasi yang keras dan pusat data AI, konsumsi energi dari tugas komputasi melambung tinggi, tumbuh jauh lebih cepat daripada pertumbuhan pasokan energi atau kapasitas transmisi. Hal ini dapat menetapkan batas atas yang keras pada berapa banyak kapasitas komputasi tambahan yang dapat dipasang, karena pembangunan sumber energi baru jauh lebih lambat dan lebih sulit diselesaikan dengan cepat dibandingkan titik kemacetan sebelumnya dalam pasokan chip AI dan GPU.

Inilah mengapa setiap peningkatan efisiensi di pusat data sangat penting. Bagian kunci akan beralih ke perangkat keras komputasi khusus yang lebih hemat energi, seperti TPU, ASIC, dan sebagainya.

(Anda dapat membaca lebih lanjut tentang topik ini dalam “Investing in AI Hardware: From CPUs to XPUs”).

Kemungkinan lain adalah meningkatkan efisiensi pasokan energi itu sendiri. Sebagian besar pusat data beroperasi dengan pasokan daya bertegangan tinggi, yang meminimalkan kehilangan transmisi dan membantu menangani jumlah energi yang sangat besar yang dibutuhkan seluruh pusat data.

Namun chip komputer itu sendiri jauh lebih kecil dan rapuh, beroperasi pada tegangan yang lebih rendah. Jadi pasokan daya harus dikonversi ke tegangan yang lebih rendah, yang bukan operasi yang sangat efisien.

Setidaknya sampai saat ini, tiga peneliti di University of California mungkin telah menemukan cara baru untuk menurunkan tegangan yang akan sangat cocok untuk penurunan tegangan tajam antara pasokan daya pusat data dan GPU/chip AI. Mereka mempublikasikan temuan mereka di jurnal ilmiah bergengsi Nature Communications¹, dengan judul “A hybrid piezoelectric resonator-based DC-DC converter”.

Merevolusi Konversi Daya Pusat Data

Bagaimana Daya Disuplai ke GPU

Sebagian besar pusat data modern beroperasi dengan pasokan daya yang didistribusikan di seluruh rak pada 48V. Ini jauh lebih tinggi daripada standar sebelumnya yang 12V. Perubahan ini didorong oleh permintaan daya yang meningkat dari chip modern dan keterbatasan ruang di dalam rak yang menampungnya.

48V secara sederhana lebih efisien dan memerlukan lebih sedikit komponen konversi daya untuk mengubah pasokan jaringan AC 120V menjadi listrik DC yang dapat digunakan oleh chip silikon.

Sumber: AndCables

Namun, ini menciptakan tantangan baru. Konverter step-down konvensional sering kesulitan ketika menangani perbedaan besar antara tegangan input dan output.

“Seiring celah itu meningkat, efisiensi menurun dan menjadi lebih sulit untuk menyediakan cukup arus.”
Patrick Mercier – Professor at the UC San Diego Jacobs School of Engineering.

Dan chip itu sendiri, bagian yang sebenarnya melakukan komputasi, beroperasi pada tegangan rendah, dari 1 hingga 5 volt. Jadi, peralihan ke pasokan 48V ke rak pusat data menyebabkan efisiensi konversi menurun.

Dari Magnet ke Konverter Piezoelektrik

Salah satu hambatan dalam menyelesaikan masalah ini adalah bahwa metode saat ini yang digunakan untuk menurunkan tegangan, induksi magnetik, merupakan teknologi yang cukup matang dan dipahami dengan baik. Karena komponen ini telah dirancang dan disempurnakan selama bertahun‑tahun, mereka menjadi semakin sulit untuk ditingkatkan lebih lanjut.

“Kami telah menjadi sangat ahli dalam merancang konverter induktif sehingga hampir tidak ada ruang lagi untuk memperbaikinya guna memenuhi kebutuhan masa depan.”
Patrick Mercier – Professor at the UC San Diego Jacobs School of Engineering.

Inilah mengapa para peneliti mengambil pendekatan berbeda, menggunakan resonator piezoelektrik. Perangkat kecil ini menyimpan dan mentransfer energi melalui getaran mekanik alih‑alih medan magnet.

Secara keseluruhan, komponen piezoelektrik kemungkinan akan lebih kecil, lebih padat energi, lebih efisien, dan lebih mudah diproduksi secara massal dibandingkan induktor magnetik.

Namun, sampai saat ini, konverter piezoelektrik kesulitan menangani perbedaan tegangan yang besar dan mempertahankan efisiensi.

Meningkatkan Konverter Piezoelektrik

Untuk mengatasi masalah konverter piezoelektrik klasik, para peneliti membuat desain hibrida, menggabungkan resonator piezoelektrik dengan beberapa kapasitor kecil yang tersedia secara komersial.

Kapasitor tersebut disusun dalam konfigurasi yang dirancang dengan cermat yang memungkinkan sistem menangani konversi tegangan yang lebih besar secara lebih efektif. Ini menciptakan beberapa jalur bagi energi untuk bergerak melalui sistem, mengurangi daya yang terbuang, dan mengurangi beban pada resonator.

Prototipe ini berhasil mengonversi 48 volt menjadi 4,8 volt dengan efisiensi puncak 96,2%. Ini mewakili 4 kali arus keluaran lebih banyak dibandingkan desain berbasis piezoelektrik sebelumnya.

Sumber: ScienceDaily

Tentu saja, ini hanya prototipe, dan desain komersial akhir masih memerlukan beberapa perbaikan. Secara khusus, diperlukan penyempurnaan material, perbaikan desain sirkuit, dan pengembangan metode pengemasan yang lebih baik.

Masalah lain yang harus dipecahkan adalah sistem piezoelektrik bergetar, sehingga mereka tidak dapat disolder langsung ke papan sirkuit, karena dapat menggoyang seluruh chip elektronik.

“Konverter berbasis piezoelektrik belum sepenuhnya siap menggantikan teknologi konverter daya yang ada. Namun mereka menawarkan jalur perbaikan. Kami perlu terus meningkatkan beberapa area — material, sirkuit, dan pengemasan — untuk membuat teknologi ini siap untuk aplikasi pusat data.”
Patrick Mercier – Professor at the UC San Diego Jacobs School of Engineering.

Ini akan menjadi salah satu dari banyak aplikasi baru yang muncul untuk teknologi piezoelektrik, yang misalnya juga mencakup:

Berinvestasi dalam Teknologi Piezoelektrik

CTS Grafik Harga

Pasar perangkat piezoelektrik sudah merupakan pasar yang besar, dengan pendapatan $35,59 miliar pada 2024, diperkirakan tumbuh 7% CAGR menjadi $55,49 miliar pada 2030. Salah satu pemimpin di sektor ini adalah CTS Corporation (CTS ), produsen solusi rekayasa khusus untuk banyak industri, termasuk industri (pompa panas, penempatan robotik, pengukuran), transportasi, medis, serta dirgantara & pertahanan.

Sektor otomotif jelas merupakan segmen terbesar perusahaan, menyumbang hampir setengah pendapatannya. Namun, ketergantungan ini menurun, dengan segmen medis dan dirgantara yang tumbuh cepat dalam beberapa tahun terakhir dan diperkirakan akan terus berlanjut. 60% penjualan terjadi di Amerika Utara, 22% di Asia, dan 18% di Eropa.

Sumber: CTS

Perusahaan ini didirikan pada 1896, awalnya sebagai Chicago Telephone Supply Company, kemudian disingkat menjadi CTS.

CTS memproduksi sensor dan elektronik untuk aplikasi niche, menggunakan fisika magnetik dan piezoelektrik, serta menerapkannya dalam sensor, chip, pencitraan, radar, aktuator, kontrol, dll.

Sumber: CTS

Rangkaian produk perusahaan berada pada posisi yang baik untuk mendapatkan manfaat dari otomatisasi dan elektrifikasi, serta inovasi perawatan kesehatan untuk sensor dan prosedur medis yang kurang invasif serta diagnostik.

Reindustrialisasi juga akan menguntungkan perusahaan, karena komponennya akan ditemukan dalam robot industri, printer, dan sistem pengukuran melalui pabrik baru atau yang diperbarui.

Terakhir, CTS dapat memperoleh manfaat dari peningkatan anggaran militer, karena komponennya ditemukan dalam sonar bawah air, kendaraan bawah air tak berawak, amunisi, dan satelit.

Hal ini menjadikan CTS bukan hanya perusahaan yang kemungkinan akan mendapat manfaat dari peningkatan pemanfaatan teknologi piezoelektrik, tetapi juga dari berbagai teknologi kunci lainnya dalam sensor dan komponen elektronik yang penting dalam semua tren ekonomi utama seperti reindustrialisasi, elektrifikasi, dan peningkatan belanja pertahanan.

Berita dan Perkembangan Saham CTS Corporation (CTS) Terbaru

Studi yang Dirujuk

¹^{. Ko, JY., Liu, WC.B., & Mercier, P.P.}^{A hybrid piezoelectric resonator-based DC-DC converter}^{. Nature Communications (2026).}^{https://doi.org/10.1038/s41467-026-70494-0}