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机柜走到 570kW,800V 直流怎样改写 AI 工厂供电

机柜走到 570kW,800V 直流怎样改写 AI 工厂供电 半导体产业报告
2026-10-18
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导读:当机柜从 145kW 跨到 570kW,中压到芯片的供电路径必须重画;多拉几根电缆已经解决不了上空拥挤、液冷和扩容问题。

随着机柜功率从 145kW 跃升至 570kW,传统的电缆扩容方案已无法应对机房上部空间拥挤、液冷管路布局及后续扩容难题。NVIDIA 在 OCP Global Summit 2026 上提出的技术路线图显示,GB200/GB300 第一代机柜功率为 145kW,Vera Rubin NVL72 第二代达 330kW,第三代则标定为 570kW,并计划在下一代架构中将 800V 直流电(DC)直接引入计算设备。

提升供电电压仅是起点,核心挑战在于:如何在液冷与网络线缆占据上方空间的现状下,高效输送更大功率,并实现分阶段改造。

机柜功率攀升引发机房上部空间危机

当前大多数数据中心仍采用交流(AC)配电。以 VR NVL72 为例,现有方案需通过 8 组 100A 电缆从配电端连接至机柜。随着功率进一步增加,机柜上方需同时容纳交流电缆、液冷管路和网络连接,导致同一排机柜的布线、维护及扩容难度剧增。

800V DC 方案旨在将中压交流电集中转换后,通过直流母线输送至计算侧,由机柜内的 DC/DC 电源架将 800V 降至芯片所需电压。这一电压等级的改变,将重构从交流分支、机架电源到配电柜的传统供电路径。

三代演进路线:从存量改造到绿地建设

NVIDIA 提出了三种不同力度的实施路径,并非要求所有数据中心推倒重来:

方案 A:机柜旁增设 Power Rack(存量改造)

保留设施端的 415-480V AC 输入,在机柜附近增设 Power Rack 转换为 800V DC。单个 Power Rack 标称容量 660kW,通过 12 组 100A AC 输入和 8 组 125A DC 输出连接计算机柜;机柜内改用 90kW 的 1U DC/DC 电源架。该方案缺点明显:需在行间和机房内预留额外空间,且原有 AC 输入容量必须充足。

方案 B:集群级 Power Center(集群改造)

将 AC-to-800V 转换设备移至集群级 Power Center,继续使用灰色空间的 AC 配电,仅改造白色空间。此方案能维持数据大厅原有的集群布局。

方案 C:数据大厅级 Power Block(绿地项目)

采用模块化设计,7 个模块具备 6+1 冗余,可接入储能系统并将部分设备置于室外。该方案专为新建园区设计,旨在减少数据大厅、建筑及土地占用。

第三代机柜功率达 570kW,下一代路线确立 800V DC 为原生输入标准

A、B、C 三条路径分别对应存量改造、集群改造与绿地建设,改动边界清晰

直流母线入室:安全隔离与监测成为关键

引入 800V DC 需同步升级电缆、插拔接口及保护链路。技术规范显示,机柜接口将 125A/157A Tap Can、电源软线、连接器及 90kW DC/DC Power Shelf 串联成支路,中间需部署 DC 断路器、快速断开接触器、连接器联锁及触碰防护装置。

直流系统故障时,断开、隔离和监测必须在设备层即刻响应。绝缘监测(IMD)和剩余电流监测(RCM)用于识别绝缘下降或异常漏电。这表明 800V DC 的技术难点已从单纯的功率提升,转移至插拔安全、保护机制、维护便利性及整条支路的验收标准。

800V 支路整合了断路、快速断开、联锁、防护与监测功能

供电模块外置:加速算力交付进程

方案 C 中的 Power Block 可采用固态变压器(SST)或中压整流器,将中压交流电转换为 800V DC 并分配至计算集群。室外 SST 单元输入可达 5MVA,并通过 DC/DC 接入储能系统(ESS)。

传统供电路径从中压电网到计算设备需经过降压变压器、低压开关柜、UPS、PDU/RPP、机柜电源等七个环节;而 800V 路线将其压缩为中压、SST/整流器、800V DC 配电、原生 800V 计算四个环节。

800V 路线将供电路径由七段精简为四段

储能系统(ESS)直接接入 800V 直流母线,通过 DC/DC 连接。其作用包括:在电网扰动时维持直流侧供电质量,在检修或变换器故障时支持供电切换,以及缓冲 GPU 负载的快速波动。这些功能涵盖故障穿越、备用供电、功率平滑和负载均衡,其实际效果取决于储能容量、控制策略及系统验证结果。

储能接入 800V 直流母线,承担故障穿越、备用切换及平抑负载波动职责

尽管供电路径缩短,项目落地仍需跨越五道门槛:冻结架构、接口和保护方案;验证 SST、DC/DC 与储能带载表现;通过安全测试、设备认证及合规审查;完成供应商定型、产能规划与出厂测试;最终进入制造、调试和规模部署阶段。

800V DC 正处于从架构冻结、原型验证到认证量产的关键推进期

结语:800V DC 重塑 AI 工厂建设边界

高电压技术的核心价值在于重新定义电力转换、储能、母线与计算机柜的功能分工。存量机房可从机柜旁的 Power Rack 起步,保留既有 AC 设施;新建园区则可将转换与储能设备移出数据大厅,为液冷、网络和计算设备腾出宝贵空间。唯有整合设备、保护方案、认证体系与供应链能力,才能将 800V DC 从架构图转化为真正可交付算力的 AI 工厂。

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