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从电网到芯片:为人工智能数据中心兆瓦级机架供电

Mattias Jansson,高级副总裁兼总经理,嵌入式电源,Flex
经过 马蒂亚斯·扬松
高级副总裁,嵌入式电源总经理
发表于
2025年11月20日
博客 数据中心

提出的解决方案

为了释放宝贵的机架空间用于计算,正在考虑的解决方案是将 AC/DC 转换器移到机架外部,并提高其输出总线电压——本质上是将传统的包含计算和电源架的单个机架分离成单独的电源机架和服务器机架,然后提高总线电压以减少电流和更长分配路径上的相关欧姆损耗。

每机架功率方案

由超大规模数据中心运营商在开放计算项目 (Open Compute Project) 下制定的 Mt. Diablo 规范提议将配电电压提高到 ±400V。

在±400V电压下,相同功率输出时电流比48V电压下降低了16.7倍。这意味着在保持导线尺寸和损耗不变的情况下,可以使用16.7倍长的配电路径,或者使用更细的电缆。后者可以显著节省铜材成本,尤其是在将交流/直流电源模块和备用电源模块放置在专用的“侧车”电源机架中时。

主要挑战

传统上,数据中心直接向每个计算机架分配三相 415/480V 交流电,并在机架上转换为 48V 直流电。在所提出的模型中,机架接收 ±400V 电压。由于高压直流配电,这引入了新的安全和监管问题。在 ±400V 系统中,将中间点接地可以限制 400V 电压暴露,从而降低绝缘要求——但这也引入了两条工作电源轨,增加了系统复杂性。

此外,较高的配电电压也会影响 内部机架设计必须安全地将电源输送到每个货架,这就需要升级连接器、电缆、印刷电路板设计,以及 隔离式直流/直流转换器 符合机构安全标准。这与近期取消隔离阶段的趋势相悖。

把所有东西整合起来

在集成系统中,AC/DC 转换、储能和冷却硬件被整合到一个侧柜中,像 Flex 这样的电源系统专家能够提供交钥匙式、高效优化的解决方案。这种方法简化了集成,无需在每个服务器机架内安装单独的 AC/DC 电源组件。同时,Flex 还能为计算刀片提供板载式 DC/DC 转换器,高压输入版本也正在开发中。总而言之,这构成了一种全面且可扩展的从电网到芯片的供电策略,专为下一代高密度、AI 驱动的数据中心而优化。