随着生成式AI与大型语言模型的爆发式成长,资料中心的功率需求正呈现倍数成长。过去以54V为主的伺服器电源架构,已无法支撑AI伺服器所需的高电流与高效率运作。为因应这股浪潮,业界正快速转向「800V直流(VDC)」架构,这不仅是一次电压等级的提升,更代表资料中心供电哲学的根本变革。近期英飞凌科技也为NVIDIA针对AI基础设施推出的800V直流(VDC)电源架构提供支援,来因应需求。
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| 800V直流架构,是驱动AI世界持续前行的隐形引擎。 |
AI伺服器的功耗已远超过传统IT设备。一台AI伺服器机架目前约需120kW功率,预计到2030年前後将突破1MW,成为名??其实的「AI电老虎」。这样的需求使得低压高电流的54V架构变得低效且笨重,不仅导致巨大的电流损耗,也使电缆、转换模组与散热系统的负担急剧上升。
在这样的背景下,800V直流电源架构脱颖而出。藉由提升电压、降低电流,整体功率传输的损耗可显着下降,同时减少线缆尺寸与系统体积。对资料中心营运商而言,这不仅意味更高的能源利用率,也能显着降低冷却与维护成本。
传统资料中心多采交流(AC)供电,但多次的AC/DC与DC/DC转换会造成能量损失。随着AI伺服器对能源效率的极致追求,直流电架构因其可简化转换层级、提升效率而受到青睐。800V DC能让资料中心以更高功率密度、更少转换损耗的方式,将电力直接输送至伺服器的电源转换模组,实现高达98%的转换效率。
AI时代的资料中心不再只是堆叠伺服器,而是一座座「电力工厂」。运算密度提升,随之而来的是更高的热负载与能源分配挑战。如何在不增加系统停机风险的前提下进行维护与升级,成为关键课题。为此,产业界正致力於开发模组化、可扩展且可热??拔的供电架构。例如,透过受控的预充电与放电机制,即使在整个机架持续运作下,也能安全更换伺服器主机板,确保AI服务不中断。
向800V直流架构转型是建构未来强大的AI超级工厂的关键一步。一台AI伺服器机架的功耗预计将从目前的约120 kW上升至500 kW,并在本十年末达到1MW。英飞凌已於2025年5月与NVIDIA合作开发适用於800V直流供电加速运算平台的先进功率转换解决方案。目前,英飞凌藉由中继汇流排转换器(IBC)技术及基於氮化??(GaN)的高频开关解决方案,加速推进从电网到处理器核心的三级与二级转换方案的开发。可实现高达98%的每级转换效率水准。
支撑800V直流架构的核心,是以碳化矽(SiC)与氮化??(GaN)为代表的新世代功率半导体。它们能在高电压、高频率下稳定运作,实现更高的能量转换效率与更小的系统尺寸。这些技术的成熟,使得高压直流供电不仅可行,更具备商业化的可靠性与安全性。
AI资料中心的建置成本动辄上亿美元,任何停机都意味着巨额损失。800V直流架构在效率、可靠性与可维护性上的优势,正是支撑AI基础设施可持续运作的关键。它不只是节能手段,更是AI生态迈向高密度、高可用性与低碳化的必然选择。