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Vom Stromnetz zum Chip: Stromversorgung für Megawatt-Racks in KI-Rechenzentren

Mattias Jansson, SVP, GM, Embedded Power, Flex
von Mattias Jansson
SVP, GM Embedded Power
Veröffentlicht am
20. November 2025

Ein Lösungsvorschlag

Um wertvollen Rackplatz für Rechenleistung freizugeben, wird unter anderem die Verlagerung der AC/DC-Wandler außerhalb des Racks und die Erhöhung ihrer Ausgangsbusspannung in Betracht gezogen – im Wesentlichen die Aufteilung des herkömmlichen Einzelracks mit Rechen- und Stromversorgungseinheiten in separate Stromversorgungs- und Serverracks und die anschließende Erhöhung der Busspannung, um den Strom und die damit verbundenen ohmschen Verluste über längere Verteilungswege zu reduzieren.

Leistungsangebot pro Rack

Die von Hyperscalern im Rahmen des Open Compute Project entwickelte Mt. Diablo-Spezifikation sieht eine Erhöhung der Stromverteilungsspannung auf ±400 V vor.

Bei ± 400 V reduziert sich der Strom im Vergleich zu 48 V um den Faktor 16,7 bei gleicher Leistungsabgabe. Dies ermöglicht entweder einen 16,7-mal längeren Verteilerweg bei gleichem Leiterquerschnitt und gleichen Verlusten oder die Verwendung von Kabeln mit kleinerem Querschnitt. Letzteres führt zu erheblichen Einsparungen bei den Kupferkosten, insbesondere wenn AC/DC- und Backup-Module in einem separaten Stromversorgungsschrank („Sidecar“) in unmittelbarer Nähe untergebracht sind.

Wichtigste Herausforderungen

Üblicherweise verteilen Rechenzentren dreiphasigen Wechselstrom (415/480 V) direkt an die einzelnen Serverracks, wo er in 48 V Gleichstrom umgewandelt wird. Im vorgeschlagenen Modell erhalten die Racks ±400 V. Dies führt aufgrund der Hochspannungsverteilung zu neuen Sicherheits- und Regulierungsfragen. In einem ±400-V-System begrenzt die Erdung des Mittelpunkts die Exposition gegenüber 400 V und reduziert somit die Anforderungen an die Isolierung – führt aber auch zu zwei aktiven Schienen und erhöht dadurch die Systemkomplexität.

Darüber hinaus wirken sich höhere Verteilungsspannungen aus internes Rack-DesignDie Stromversorgung muss sicher zu jedem Regalboden verlegt werden, was verbesserte Steckverbinder, Kabel und ein optimiertes Leiterplattendesign erfordert. isolierte DC/DC-Wandler die den Sicherheitsstandards der Behörde entsprechen. Dies steht im Widerspruch zu den jüngsten Trends hin zur Abschaffung von Isolationsphasen.

Alles zusammenfassen

In einem integrierten System, in dem AC/DC-Wandlung, Energiespeicherung und Kühlhardware in einem Sidecar-Rack zusammengefasst sind, sind Stromversorgungsspezialisten wie Flex bestens positioniert, um schlüsselfertige, effizienzoptimierte Lösungen zu liefern. Dieser Ansatz vereinfacht die Integration und macht separate AC/DC-Leistungskomponenten in jedem Serverrack überflüssig. Gleichzeitig bietet Flex auf Platinen montierte DC/DC-Wandler für Compute Blades an, wobei Versionen mit Hochspannungseingang bereits in Entwicklung sind. Zusammen ergibt dies eine umfassende und skalierbare Stromversorgungsstrategie vom Netz bis zum Chip, optimiert für die nächste Generation hochdichter, KI-gesteuerter Rechenzentren.