最近英偉達在COMPUTEX 2025上宣布，從2027年開始率先將數(shù)據(jù)中心機架電源從54V往800V HVDC過渡，通過高壓架構(gòu)以支持1MW以上的數(shù)據(jù)中心IT機架。

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

目前AI數(shù)據(jù)中心機架依賴于54V電源，但當機架功率超過200kW時，電源就開始達到物理極限。

物理極限來自三個方面，一是空間限制。據(jù)英偉達介紹，目前NVIDIA GB200 NVL72或NVIDIA GB300 NVL72配備多達八個電源架，為MGX計算和交換機架提供電力支持。如果在未來MW級別的機架中，使用相同的54V DC直流配電，意味著電源架將消耗高達64 U的機架空間，幾乎沒有留給計算卡的空間。所以在GTC 2025大會上，NVIDIA就展示了一臺800 V的系統(tǒng)，可在單個Kyber機架中為576個Rubin Ultra GPU提供電力支持。

第二是銅纜的重量，英偉達估算，在一個1MW的機架中使用54V DC配電，需要多達200kg的銅纜；如果在一個1GW的數(shù)據(jù)中心內(nèi)，機架式母線銅纜就要用到50萬噸銅。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。在當前54V配電系統(tǒng)中，會有多個重復(fù)的AC/DC轉(zhuǎn)換過程，導(dǎo)致轉(zhuǎn)換效率低下，并可能增加故障點。

圖源：英偉達、電子發(fā)燒友

在英偉達的800V HVDC架構(gòu)中，通過使用工業(yè)級整流器，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。這種簡化的方法可更大限度地減少在多個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扇的電源單元 (PSU) 的數(shù)量。更少的PSU和風扇可提高系統(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)雜性和維護需求。要全面提供可能的過流保護可靠性和維護收益，仍需要創(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，同時降低銅纜成本和總體材料成本。這種設(shè)計可以提高運營效率，同時簡化數(shù)據(jù)中心電源架構(gòu)。

圖源：英偉達

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

總結(jié)下來，800V HVDC將端到端的能效提升高達5%；同時由于PSU故障率減少，降低了維護人工成本，維護成本最多降低70%；機架內(nèi)無需配置AC/DC PSU，能有效降低散熱費用。

英偉達表示，800V HVDC配電架構(gòu)是面向未來的AI基礎(chǔ)設(shè)施，并將在2027年與英偉達Kyber機架級系統(tǒng)同步投產(chǎn)。

更高的電壓架構(gòu)，帶來的是從系統(tǒng)到元器件的大規(guī)模變革。過去一年多時間里，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在這個過程中毫無疑問會有更多的機會。

英偉達也宣布了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：臺達電子、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，國內(nèi)頭部功率GaN廠商，也已經(jīng)導(dǎo)入到英偉達數(shù)據(jù)中心電源供應(yīng)鏈。我們可以肯定的是，隨著英偉達推動對數(shù)據(jù)中心配電系統(tǒng)的革命，整個行業(yè)將會在未來幾年里快速跟進，相關(guān)三代半廠商將會迎來前所未有的數(shù)據(jù)中心市場機會。