電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/梁浩斌）最近英偉達(dá)在COMPUTEX 2025上宣布，從2027年開(kāi)始率先將數(shù)據(jù)中心機(jī)架電源從54V往800V HVDC過(guò)渡，通過(guò)高壓架構(gòu)以支持1MW以上的數(shù)據(jù)中心IT機(jī)架。

從54V到800V，為什么突然要推動(dòng)如此大的電壓跨度升級(jí)？英偉達(dá)官方也作出了解釋。

目前AI數(shù)據(jù)中心機(jī)架依賴于54V電源，但當(dāng)機(jī)架功率超過(guò)200kW時(shí)，電源就開(kāi)始達(dá)到物理極限。

物理極限來(lái)自三個(gè)方面，一是空間限制。據(jù)英偉達(dá)介紹，目前NVIDIA GB200 NVL72或NVIDIA GB300 NVL72配備多達(dá)八個(gè)電源架，為MGX計(jì)算和交換機(jī)架提供電力支持。如果在未來(lái)MW級(jí)別的機(jī)架中，使用相同的54V DC直流配電，意味著電源架將消耗高達(dá)64 U的機(jī)架空間，幾乎沒(méi)有留給計(jì)算卡的空間。所以在GTC 2025大會(huì)上，NVIDIA就展示了一臺(tái)800 V的系統(tǒng)，可在單個(gè)Kyber機(jī)架中為576個(gè)Rubin Ultra GPU提供電力支持。

第二是銅纜的重量，英偉達(dá)估算，在一個(gè)1MW的機(jī)架中使用54V DC配電，需要多達(dá)200kg的銅纜；如果在一個(gè)1GW的數(shù)據(jù)中心內(nèi)，機(jī)架式母線銅纜就要用到50萬(wàn)噸銅。銅纜重量和成本，都是數(shù)據(jù)中心不可承受的。

最后是轉(zhuǎn)換效率。在當(dāng)前54V配電系統(tǒng)中，會(huì)有多個(gè)重復(fù)的AC/DC轉(zhuǎn)換過(guò)程，導(dǎo)致轉(zhuǎn)換效率低下，并可能增加故障點(diǎn)。

圖源：英偉達(dá)、電子發(fā)燒友

在英偉達(dá)的800V HVDC架構(gòu)中，通過(guò)使用工業(yè)級(jí)整流器，在數(shù)據(jù)中心周邊就將13.8 kV 交流電網(wǎng)輸入直接轉(zhuǎn)換為800 V HVDC，消除了大多數(shù)中間轉(zhuǎn)換步驟。這種簡(jiǎn)化的方法可更大限度地減少在多個(gè)AC/DC和DC/DC轉(zhuǎn)換期間的能源損失。

這種方法還顯著減少了電源鏈中需要的帶風(fēng)扇的電源單元 (PSU) 的數(shù)量。更少的PSU和風(fēng)扇可提高系統(tǒng)可靠性、降低散熱并提高能效，從而使HVDC配電成為現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心更有效的解決方案，并顯著減少組件總數(shù)。

通過(guò)單步AC/DC轉(zhuǎn)換，該系統(tǒng)可受益于更直接、更高效的電源流，從而降低電氣復(fù)雜性和維護(hù)需求。要全面提供可能的過(guò)流保護(hù)可靠性和維護(hù)收益，仍需要?jiǎng)?chuàng)新。HVDC還可降低傳輸損失并提供更好的電壓穩(wěn)定性，確保向關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施持續(xù)供電，同時(shí)降低銅纜成本和總體材料成本。這種設(shè)計(jì)可以提高運(yùn)營(yíng)效率，同時(shí)簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)中心電源架構(gòu)。

圖源：英偉達(dá)

另一方面，從800V DC配電到GPU端的12V，只需要在機(jī)架內(nèi)的DC/DC進(jìn)行轉(zhuǎn)換，消除了機(jī)架內(nèi)的AC/DC轉(zhuǎn)換部分，可以大幅增加機(jī)架內(nèi)的空間利用率，以容納更多計(jì)算資源，或提高散熱效率。

總結(jié)下來(lái)，800V HVDC將端到端的能效提升高達(dá)5%；同時(shí)由于PSU故障率減少，降低了維護(hù)人工成本，維護(hù)成本最多降低70%；機(jī)架內(nèi)無(wú)需配置AC/DC PSU，能有效降低散熱費(fèi)用。

英偉達(dá)表示，800V HVDC配電架構(gòu)是面向未來(lái)的AI基礎(chǔ)設(shè)施，并將在2027年與英偉達(dá)Kyber機(jī)架級(jí)系統(tǒng)同步投產(chǎn)。

更高的電壓架構(gòu)，帶來(lái)的是從系統(tǒng)到元器件的大規(guī)模變革。過(guò)去一年多時(shí)間里，我們看到第三代半導(dǎo)體，包括GaN和SiC都在積極導(dǎo)入到數(shù)據(jù)中心，幫助電源模塊實(shí)現(xiàn)更高的功率密度，以在有限空間內(nèi)提供更高的功率輸出。

那么在從54V跨越到800V，如此大的電壓跨度中，GaN和SiC在這個(gè)過(guò)程中毫無(wú)疑問(wèn)會(huì)有更多的機(jī)會(huì)。

英偉達(dá)也宣布了800 V HVDC數(shù)據(jù)中心配電系統(tǒng)生態(tài)的主要行業(yè)合作伙伴名單：

芯片供應(yīng)商：英飛凌、MPS、納微半導(dǎo)體、羅姆、ST、TI；
電力系統(tǒng)組件：臺(tái)達(dá)電子、Flex Power、Lead Wealth、光寶科技、麥格米特電氣
數(shù)據(jù)中心電力系統(tǒng)：伊頓、施耐德電氣、維諦技術(shù)

另外有消息稱，國(guó)內(nèi)頭部功率GaN廠商，也已經(jīng)導(dǎo)入到英偉達(dá)數(shù)據(jù)中心電源供應(yīng)鏈。我們可以肯定的是，隨著英偉達(dá)推動(dòng)對(duì)數(shù)據(jù)中心配電系統(tǒng)的革命，整個(gè)行業(yè)將會(huì)在未來(lái)幾年里快速跟進(jìn)，相關(guān)三代半廠商將會(huì)迎來(lái)前所未有的數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)機(jī)會(huì)。