5月21日消息，在臺北電腦展期間，英偉達(dá)宣布成立一個供應(yīng)商聯(lián)盟，為數(shù)據(jù)中心提供 800V 高壓直流供電（HVDC） 。這被認(rèn)為是從 2027 年開始支持 1 MW 功率服務(wù)器機(jī)架的關(guān)鍵步驟。

目前該供應(yīng)商聯(lián)盟包括：英飛凌（Infineon）、MPS、Navitas、羅姆（Rohm）、意法半導(dǎo)體（STMicroelectronics）和德州儀器（Texas Instruments）等芯片廠商，Delta、Flex Power、Lead Wealth、LiteOn 和 Megmeet  功率模塊廠商，以及 Eaton、Schneider Electric 和 Vertiv 等電源系統(tǒng)廠商。

HVDC架構(gòu)的主要優(yōu)勢

目前，AI 數(shù)據(jù)中心的配電涉及多次電壓轉(zhuǎn)換，隨著 AI 的計算需求導(dǎo)致功率需求增加，這會導(dǎo)致效率低下和復(fù)雜性增加。

今天的 54Vdc 機(jī)架已達(dá)到 200kW 的功率極限。Nvidia GB200 NVL72 和 GB300 NVL72 機(jī)架具有多達(dá) 8 個電源架，可為計算和交換機(jī)架供電。使用相同的 54 V DC 配電意味著一個 MW 機(jī)架的電源架將占用高達(dá) 64 U 的機(jī)架空間。另一種方法是為每個計算機(jī)機(jī)架使用專用的電源機(jī)架，這會占用數(shù)據(jù)中心的寶貴空間。

NVIDIA 800 V HVDC 架構(gòu)通過使用工業(yè)級整流器在數(shù)據(jù)中心周邊將 13.8 kV 高壓交流電網(wǎng)電力直接轉(zhuǎn)換為 800 V HVDC，這消除了大多數(shù)中間轉(zhuǎn)換步驟，以及許多 AC/DC 和 DC/DC 轉(zhuǎn)換過程中的相關(guān)能量損失，端到端電源效率提高了5%。

HVDC 架構(gòu)還顯著減少了電源鏈中所需的帶風(fēng)扇的電源單元（PSU）數(shù)量，從而提高了系統(tǒng)可靠性、降低了散熱、減少了組件數(shù)量并提高了能源效率。由于冷卻是 AI 數(shù)據(jù)中心能源預(yù)算的重要組成部分，因此減少散熱會對設(shè)備和能源成本產(chǎn)生重大影響。由于電源裝置故障的減少，維護(hù)成本也可以降低高達(dá) 70%。

在配電中使用 800 V 母線槽并從 415 V AC 切換到 800 V DC，可以通過相同尺寸的導(dǎo)體傳輸 85% 的功率，因為更高的電壓降低了電流需求并降低了電阻損耗。電流較低時，較細(xì)的導(dǎo)體可以處理相同的負(fù)載。這減少了 45% 的銅需求，并消除了交流電特定的低效率，包括集膚效應(yīng)和無功功率損失。

“英偉達(dá)不僅在構(gòu)建更快的 GPU，而且還重新設(shè)計了整個電源堆棧，以釋放 AI 的全部潛力，”英偉達(dá)核心技術(shù)杰出工程師 Mathias Blake 說。

英飛凌的 800V 架構(gòu)

目前，英飛凌正與英偉達(dá)合作，開發(fā)基于新架構(gòu)的下一代電源系統(tǒng)，該架構(gòu)具有 800 V 集中發(fā)電和高壓直流 （HVDC） 功能，用于 AI 數(shù)據(jù)中心內(nèi)的配電。

新的系統(tǒng)架構(gòu)顯著增強(qiáng)了整個 AI 數(shù)據(jù)中心的節(jié)能配電，支持直接在服務(wù)器主板內(nèi)的 AI 芯片 （GPU） 上進(jìn)行電源轉(zhuǎn)換。英飛凌正在利用其在從電網(wǎng)到核心的功率轉(zhuǎn)換方面的專業(yè)知識，基于硅 （Si）、碳化硅 （SiC） 和氮化鎵 （GaN） 等所有相關(guān)半導(dǎo)體材料，推動全面 HVDC 架構(gòu)的路線圖。

由于 AI 數(shù)據(jù)中心已經(jīng)使用超過 100,000 個單獨(dú)的 GPU，因此對更高效供電的需求變得越來越重要。據(jù)估計，到本十年末，AI 數(shù)據(jù)中心將需要每個 IT 機(jī)架 1 兆瓦或更高的功率輸出。因此，HVDC 架構(gòu)與高密度多相系統(tǒng)相結(jié)合，將為行業(yè)樹立新標(biāo)準(zhǔn)，推動高質(zhì)量組件和配電系統(tǒng)的發(fā)展。

“英飛凌正在推動人工智能的創(chuàng)新，”英飛凌電源和傳感器系統(tǒng)部總裁 Adam White 說。英飛凌在從電網(wǎng)到核心的 AI 驅(qū)動方面的應(yīng)用和系統(tǒng)專業(yè)知識，與 NVIDIA 在加速計算方面的世界領(lǐng)先專業(yè)知識相結(jié)合，為 AI 數(shù)據(jù)中心的電源架構(gòu)新標(biāo)準(zhǔn)鋪平了道路，以實現(xiàn)更快、更高效和可擴(kuò)展的 AI 基礎(chǔ)設(shè)施。

“新的 800V HVDC 系統(tǒng)架構(gòu)可在整個數(shù)據(jù)中心提供高可靠性、高能效的配電，”英偉達(dá)系統(tǒng)工程副總裁 Gabriele G?rra 說?！巴ㄟ^這種創(chuàng)新方法，NVIDIA 可以優(yōu)化我們先進(jìn) AI 基礎(chǔ)設(shè)施的能耗，這支持我們對可持續(xù)發(fā)展的承諾，同時還提供下一代 AI 工作負(fù)載所需的性能和可擴(kuò)展性?！?/p>

目前，AI 數(shù)據(jù)中心的電力供應(yīng)是分散的。這意味著 AI 芯片由大量的電源單元供電。未來的系統(tǒng)架構(gòu)將是集中式的，從而最大限度地利用服務(wù)器機(jī)架中的約束空間。這將增加尖端功率半導(dǎo)體解決方案的重要性，這些解決方案使用最少的功率轉(zhuǎn)換級，并允許升級到更高的配電電壓。