データセンター給電の電圧 — 48Vから400/800Vへ

データセンターの給電方式は、ラック電力の上昇とともに電圧の引き上げが議論されている。電流=電力÷電圧であるため、同じ電力を低い電圧で送るほど電流が増え、導体の断面積・銅損・発熱が膨らむ。AIラックが100kWを超え1MWへ向かう中で、48V/±400V/800Vという選択肢をどう使い分けるかが論点になっている。

48V直流 — 従来のラック内標準

ラック内48V直流は、これまでの標準的な給電方式だ。電源ユニット(PSU)が48Vバスを生成し、サーバーボード上のDC-DCコンバータが各デバイスへ1V前後を供給する。実績と部材の枯れた構成という強みがある一方、ラック電力が大きくなると48Vのままでは電流が膨大になり、導体・銅損・スペースの制約が顕在化する。これが高電圧化を促す出発点だ。

±400V / 800V直流 — HVDC化

ラックへ入る給電を高電圧直流(HVDC)へ引き上げる方向が、ハイパースケーラー主導で進んでいる。OCP(Open Compute Project)が示す分離型(サイドカー)電源ラックの構想では、ラック内48V直流から±400Vまたは800V直流へ給電を引き上げ、100kW〜1MWのITラックを可能にするとされる。±400Vは800Vより絶縁・保護のハードルが相対的に低く、800Vは電流をさらに下げて1MW級に対応しやすい、という位置づけだ。

NVIDIAの技術ブログは、800V DCアーキテクチャによりエンドツーエンド効率を最大5%改善し、保守コストを最大70%削減できるとしており(NVIDIA Technical Blog)、2027年以降の1MWラック世代に向けて800Vへの移行を主導するとしている。

48V / ±400V / 800V の比較
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48V直流(ラック内標準)

実績・部材が枯れている。低電圧で大電流になりやすく、ラック電力が大きいと導体・銅損・スペースが制約に。

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±400V直流

48Vより電流を下げられ、800Vより絶縁・保護のハードルが相対的に低い。中間的な移行先。

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800V直流

電流をさらに下げ1MW級に対応しやすい。効率・保守で有利(NVIDIA)。絶縁・直流遮断の設計難度は上がる。

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選定の軸

ラック電力帯・絶縁/保護の許容度・対応部材のリードタイム・標準化(OCP)動向で使い分ける。

どう選ぶか — 移行の現在地

どの電圧を選ぶかは、ラックの電力帯と、絶縁・直流保護の設計許容度、そして800V対応部材の調達リードタイムで変わる。現状は「48Vが実績の標準、±400/800Vへ移行が始まりつつある」段階で、施設・電源・デバイスの各層が同じ方向に設計を更新している。アーキテクチャ全体像や移行スケジュールの詳細は関連記事で扱う。

参照ファクトカード