数据中心供电电压:从48V走向400/800V

随着机架功率上升,数据中心供电方式正在讨论提高电压。电流等于功率除以电压,因此在同样功率下,电压越低,电流越大,导体截面积、铜损和发热都会扩大。当AI机架超过100kW并迈向1MW时,如何区分使用48V、±400V和800V就成为论点。

48V直流:传统的机架内标准

机架内48V直流一直是标准供电方式。电源单元(PSU)生成48V母线,服务器板上的DC-DC转换器再向各器件提供约1V电压。它的优势是有实绩、部件成熟。另一方面,当机架功率变大时,如果仍停留在48V,电流会变得巨大,导体、铜损和空间约束会显现。这正是推动高电压化的起点。

±400V / 800V直流:HVDC化

由超大规模云服务商主导,进入机架的供电正在向高压直流(HVDC)提高。OCP(Open Compute Project)提出的分离式(sidecar)电源机架构想中,供电从机架内48V直流提高到±400V或800V直流,从而支持100kW到1MW的IT机架。±400V相较800V在绝缘和保护方面门槛较低,而800V能进一步降低电流,更容易对应1MW级。

NVIDIA技术博客称,800V DC架构可使端到端效率最高提升5%,维护成本最高降低70%(NVIDIA Technical Blog),并表示将主导面向2027年以后1MW机架世代的800V迁移。

48V / ±400V / 800V 比较
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48V直流(机架内标准)

有实绩,部件成熟。低电压下容易形成大电流,机架功率上升时导体、铜损和空间会成为约束。

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±400V直流

相比48V可降低电流,相比800V在绝缘和保护方面门槛较低,是中间性的迁移目标。

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800V直流

进一步降低电流,更容易对应1MW级。效率和维护方面有优势(NVIDIA),但绝缘和直流开断设计难度上升。

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选择轴

按机架功率区间、绝缘/保护复杂度的容许度、对应部件交期和标准化(OCP)动向来区分使用。

如何选择:迁移的当前位置

选择哪种电压,取决于机架功率区间、绝缘和直流保护的设计容许度,以及800V对应部件的采购交期。现状是“48V仍是有实绩的标准,向±400/800V的迁移正在开始”的阶段,设施、电源和器件各层正在朝同一方向更新设计。整体架构和迁移时间表的细节将在相关文章中讨论。

参考FactCard