即將問世的 Nvidia 高密度運算機架將採用 800 伏特直流電配電。
上週的 Nvidia GTC 大會聚焦於驅動 AI 的新晶片架構。然而，隨著晶片速度和效能的提升，資料中心基礎設施的其他部分正努力跟上。供電領域的廠商正積極回應：Delta、Eaton、Schneider Electric 和 Vertiv 等公司紛紛展示了為 AI 時代設計的新方案。複雜且效率低下的 AC-DC 電力轉換正逐漸被 DC 架構取代，至少在超大規模資料中心是如此。
Vertiv 高級技術與全球微電網副總裁 Chris Thompson 表示：「雖然交流電配電仍然根深蒂固，但電力電子技術的進步以及 AI 基礎設施日益增長的需求，正在加速人們對 DC 架構的興趣。」
如今，幾乎所有資料中心都圍繞著交流電網電力設計。電氣路徑包含多次轉換，然後電力才能到達運算負載。電力通常以中電壓交流電（1 至 35 千伏）進入資料中心，透過變壓器降壓至低電壓交流電（480 或 415 伏特），在不斷電供應系統（UPS）內部轉換為直流電以進行電池儲存，再轉換回交流電，最後在伺服器端再次轉換為低電壓直流電（通常為 54 V DC），為實際運算晶片供電。
Eaton 工程與技術副總裁 Luiz Fernando Huet de Bacellar 解釋：「雙重轉換過程確保輸出的交流電乾淨、穩定且適合資料中心伺服器。」
這種設置對於傳統資料中心所需的電力而言已足夠。傳統資料中心運算機架的功耗約為每機架 10 千瓦。對於 AI 而言，這個數字正接近 1 兆瓦。在這個規模下，AC-DC 轉換的能源損耗、電流水平和銅線需求變得越來越難以承受。每次轉換都會產生一定的電力損耗。此外，隨著需要傳輸的電力量增加，轉換器的龐大體積以及銅匯流排的連接器需求也變得不可行。根據 Nvidia 的部落格文章，一個 1 兆瓦的機架可能需要多達 200 公斤的銅匯流排。對於一個 1 吉瓦的資料中心，這可能相當於 200,000 公斤的銅。
透過在資料中心周邊將 13.8 千伏交流電網電力直接轉換為 800 伏特直流電，可以省去大部分中間轉換步驟。這減少了風扇和電源供應器的數量，提高了系統可靠性、降低了熱量散發、改善了能源效率，並縮小了設備佔地面積。
Bacellar 說：「在電網或電源與伺服器內部的矽晶片之間的每一次電力轉換都會造成一些能量損耗。」
將電氣配電從 415 伏特交流電切換到 800 伏特直流電，可以在相同導體尺寸下傳輸多 85% 的電力。這是因為較高的電壓降低了電流需求，減少了電阻損耗，使電力傳輸更有效率。較細的導體可以處理相同的負載，將銅線需求減少 45%，效率提高 5%，吉瓦級設施的總體擁有成本降低 30%。
Vertiv 的 Thompson 表示：「在高壓直流電架構中，來自電網的電力從中電壓交流電轉換為約 800 伏特的直流電，然後透過直流匯流排在整個設施中配電。在機架端，緊湊的 DC-DC 轉換器將電壓降低以供 GPU 和 CPU 使用。」
技術諮詢集團 Omdia 的一份報告聲稱，更高電壓的直流電資料中心已經出現在中國。在美洲，Mt. Diablo Initiative（Meta、Microsoft 和 Open Compute Project 的合作項目）正在進行一項 400 伏特直流電機架配電實驗。
一些供應商正試圖搶佔先機。Vertiv 的 800 伏特直流電生態系統將與 Nvidia Vera Rubin Ultra Kyber 平台整合，並於 2026 年下半年上市。Eaton 也透過其創新的中電壓固態變壓器（SST）在 800 伏特直流電系統方面取得了顯著進展，該變壓器將位於直流供電系統的核心。同時，Delta 已推出總計 480 千瓦內嵌式電池備援單元的 800 伏特直流電機架式 660 千瓦電源機架。SolarEdge 也在積極開發一款效率高達 99% 的 SST，將與原生直流 UPS 和直流配電層配對。
然而，業界的許多部分仍遠遠落後。美國國家電氣製造商協會（NEMA）戰略、技術與產業事務高級副總裁 Patrick Hughes 表示，大部分創新發生在 400 伏特直流電層級，儘管有些公司正在準備 800 伏特直流電。他認為，業界需要一個完整、協調的生態系統，包括電力電子、保護、連接器、感測和安全元件，這些元件能夠一起擴展，而不是孤立發展。這反過來又需要對 DC 特定設備的製造能力進行重新調整，擴大半導體和材料供應，並有明確的長期需求承諾，以證明整個價值鏈的重大資本投資是合理的。
Hughes 說：「許多公司採取謹慎的態度，提供有限或適應性的解決方案，同時等待更清晰的標準、安全框架和客戶承諾。供應鏈的建立將取決於穩定標準和安全框架，以便供應商能夠自信地設計、認證、製造和安裝設備。」