这是新系列的第一篇,总结了 Vertiv 对最新市场发展趋势的看法,探讨了 人工智能为何推动 向 800 VDC 基础设施的过渡。
在电气工程中,有一个概念叫做“导体损耗”。—电流流过电阻时,能量会以热能的形式散失。几十年来,数据中心一直将其视为运营成本而默默接受。但在人工智能规模下,接受这种损耗就好比试图用花园水管注满游泳池一样。基础设施本身反而成了瓶颈。
面对现代人工智能计算的极高密度,传统交流配电方式已接近其物理和实际应用的极限。随着机架密度逼近甚至突破兆瓦级,大型铜导线的物理限制,包括其尺寸、弯曲半径和连接器要求,都变得难以承受。部署这些笨重铜线在人力和设备方面的实际限制,已成为性能和规模的根本制约因素。
NVIDIA 正在推进一项协调一致的行业计划,旨在为下一代 AI 工厂重新定义千兆瓦级的配电方式。Vertiv 近期宣布扩大与 NVIDIA 的合作,共同推进面向这些新型系统的 800VDC 平台设计。此次合作反映了整个行业的一个转折点:更高电压的直流架构为大规模 AI 供电提供了一条更为高效的途径。
打开闸门
800 VDC 架构代表着重新定义兆瓦级配电的协调努力。
传统上,电力以中压交流电(1kV至35kV)的形式从电网输送,然后转换为低压交流电(480V或415V)进行设施配电。之后,电力通常在机架级再次转换,转换为54V直流电。这一系列转换步骤会引入电阻,但真正造成显著效率损失的是转换过程中以及导体中电阻产生的热损耗。此外,较低的电压等级需要更高的电流,这正是造成大量铜材需求的原因。
800VDC架构简化了这一路径,它至少省略了一个转换步骤,直接将公用电网入口处的中压交流电转换为800VDC进行配电。一次高效的转换,一条精简的路径。由于更高的电压和相应的更低电流显著降低了导体和转换过程中的热损耗,因此损耗显著降低。
性能提升显著且可量化*:
- 铜需求量最多可减少 45%。
- 整体效率最多可提升 5%。
- 总拥有成本最多可降低 30%。
- 在每机架100千瓦至1兆瓦及以上密度下,电阻损耗降低
* 来源: NVIDIA 800VDC架构将为下一代AI工厂提供动力
在兆瓦级机架密度下,大型铜导体的物理限制——包括其尺寸、数量、弯曲半径以及相关连接器——成为主要瓶颈。利用对流散热的原理根本无法奏效。通过将电压提高到 800 VDC,电流大幅降低。这使得可以使用更小的铜导体,从而缓解了这些物理和散热限制,并为计算腾出宝贵的空间。这种向 800 VDC 架构的转变同时解决了效率、容量和成本问题,这三个维度决定了人工智能规模应用的可行性。
整个电气路径的设计
向 800VDC 架构过渡需要重新思考现有的标准、安全规程和操作规范。例如,800VDC 系统要求只有“合格人员”才能在设备上或设备附近工作,这与传统计算机机架的惯例截然不同。这就需要开发新的设备、标准和规范。
Vertiv 正在开发一套完整的端到端 800VDC 生态系统,涵盖转换器、保护、配电、监控和生命周期服务。从电力进入设施到到达计算负载,每个组件都必须经过精心设计,以安全高效地处理这一功率水平。
Vertiv 的工程团队已取得显著进展,并有望在 2026 年底前完成准备工作,详情请参阅 AI 基础设施演进公告。与 NVIDIA 的合作正在推进参考设计的系统验证,这些参考设计将 800 VDC 配电系统集成到 NVIDIA Vera Rubin Ultra Kyber 平台中。这项工作为下一代 AI 基础设施建立了系统级性能基准和互操作性标准。
建设承载流量的基础设施
为应对 800 VDC 电压挑战所做的准备工作不仅限于未来的系统。Vertiv 正在积极加强相关技术,以连接当今高密度 AI 工作负载与未来基于直流的架构。
向更高电压直流架构的转型标志着数据中心架构的一次重大变革。这需要整个行业共同努力,协调一致。然而,发展趋势清晰且正在加速。
800V直流电压不仅仅是一项技术规格,它更是一种架构变革,将定义未来十年数字容量的增长。这一变革带来的机遇不仅限于为人工智能提供动力,更将催生出一类全新的智能设施,这些设施从一开始就针对人工智能工作负载所需的高密度、高效率和高性能而设计。
从限制到容量
每一代计算机技术的发展都要求对其支撑基础设施进行根本性的重新思考。花园水管已被消防主管道所取代。
当前正在进行的技术、合作和验证工作正在塑造下一代人工智能工厂的动力来源。—高效、安全,并达到行业所需的规模。