英偉達800伏電壓"革命":全球數據中心面臨最大設施改造

2025-12-28 | 來源: 華爾街見聞 | 轉到微信 | 有0人參與評論 | 字體: 放大縮小 | 收藏 | 打印

隨著人工智能軍備競賽進入新階段，英偉達正引領全球數據中心進行一場史無前例的供電架構“革命”：將電壓標准從傳統的交流電轉向800伏直流電。

英偉達已於近期宣布了包括CoreWeave、甲骨文在內的十余家合作伙伴，旨在為800伏直流電源架構和單機櫃功率密度達到1兆瓦（MW）的超高密度計算環境做准備。這一轉變是為了支持其下一代“Vera Rubin”架構及“Kyber”系統，後者預計於2027年面世，單機櫃將集成576個GPU，其對電力和冷卻系統的要求遠遠超出了當前415伏交流電架構的承載極限。

高盛在最新的研究報告中指出，這一技術飛躍意味著數據中心資本支出的重心將發生顯著轉移。投資者已開始重新評估資本貨物行業的贏家與輸家，因為這不僅代表著基礎設施融資缺口將進一步擴大，更意味著從變壓器、斷路器到線纜和冷卻系統，整個產業鏈都將面臨強制性的技術升級與換代。

盡管英偉達預計這一架構長期可將總擁有成本（TCO）降低30%，但在短期內，這無疑構成了一道巨大的資本支出門檻。這場變革迫使運營商采購數以百萬計的新設備，從而引發該行業第一輪大規模的硬件升級周期。

突破物理極限：從幾十千瓦到兆瓦級飛躍

數據中心向800VDC架構轉型的核心動力，在於現代AI機櫃呈指數級增長的功率密度需求。目前的機櫃功率正從數十千瓦迅速擴展至超過1兆瓦，這已經超出了傳統54V或415/480VAC系統的物理處理能力。

英偉達指出，相比傳統的交流電系統，800VDC架構能在相同的銅導體上傳輸超過150%的電力，從而極大地提高了能源效率。這種架構不僅能夠減少高達45%的銅用量，甚至可以消除為單個機櫃供電所需的重達200公斤的銅母線。

為了適應這種極端的功率密度，英偉達的新一代Vera Rubin NVL144機架設計采用了45°C的液冷技術和新型液冷母線，並增加了20倍的儲能能力以保持電力穩定。其後續產品Kyber系統將包含18個垂直旋轉的計算刀片，如同“書架上的書”一般排列，以支持不斷增長的推理需求。

基礎設施重構：直流電與液冷的全面接管

高盛分析師Daniela Costa在研報中詳細闡述了這場變革對基礎設施的具體影響。最顯著的變化是傳統交流配電單元（AC PDU）和交流不間斷電源（UPS）系統將變得不再必要。800VDC架構要求電力路徑更加精簡，通過在設施層面集中整合電池存儲系統來替代分散的UPS單元。這種設施級的大型電池系統能管理電力波動並確保電網穩定，從而將AC PDU機櫃的需求減少高達75%。

黃仁勳:美建數據中心要三年中國醫院只一個周末

太空數據中心成AI必爭之地?馬斯克與貝佐斯互掐

AI時代,大數據中心的服務器這樣"洗澡"

對於現有的數據中心而言，為了在全面重建之前適應這一趨勢，“側掛車”（Sidecars）模式將成為2025年至2027年間的關鍵過渡方案。這些模塊可以安裝在計算機架兩側，將輸入的交流電轉換為800VDC，並提供集成的短時儲能以平抑GPU負載峰值。Schneider Electric作為此類設備的關鍵供應商，正明確瞄准高達1.2MW的機架市場。

此外，隨著機架功率邁向1.2MW，傳統的風冷系統已無力應對，液冷技術將成為絕對主流。Schneider Electric通過其Motivair資產在這一領域擁有顯著敞口，Vertiv也發布了結合電源和冷卻基礎設施的800VDC MGX參考架構。

供應鏈洗牌：誰是資本支出的受益者？

這場技術范式的轉移正在重新劃分資本貨物行業的市場份額。高盛在報告中提到，Legrand預計向更高電壓的轉變將推動每兆瓦的收入潛力從傳統數據中心的200萬歐元提升至潛在的300萬歐元。雖然目前四分之三的機架功率仍低於10kW，但業界預期800VDC架構未來可能成為80-90%新建數據中心的主流選擇。

在電力半導體領域，向800VDC的轉變需要更先進的芯片，特別是碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN），以處理更高的電壓和頻率。包括Analog Devices、Infineon、STMicroelectronics和Texas Instruments在內的供應商都在積極布局。

在電力保護和開關設備方面，機械式斷路器正在被固態保護裝置取代。ABB目前的SACE Infinitus被認為是全球首款IEC認證的固態斷路器，專為直流配電設計，這使得ABB在MV DC UPS系統等領域占據了先機。同時，Prysmian、Nexans等線纜巨頭也在開發適應直流電和液冷需求的高端線纜解決方案。

時間表與成本：2027年的臨界點

雖然這場變革的前景廣闊，但轉型的全面商業化仍需時日。英偉達預計向800VDC數據中心的過渡將與其Kyber機架架構的部署同步，目標時間節點為2027年。高盛預計，相關技術的商業化應用將在2028年左右開始顯現規模效應。

Schneider Electric數據中心首席技術官Jim Simonelli表示，向800VDC的遷移是隨著計算密度增加的“自然進化”。盡管長期來看這能降低運營成本並減少維護費用，但對於必須要支付這筆賬單的數據中心運營商而言，這意味著在未來五年內，除了應對已知的5萬億美元AI融資缺口外，還需要為這一史上最大規模的基礎設施改造追加巨額投資。