800VDC标准之争:英伟达与超大规模云厂商路线出现分歧?

来源:半导体产业纵横发布时间:2026-11-06 18:03
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未来供应链需要同时支撑两条技术路线。

随着机柜功率从140千瓦向600千瓦、最终向1兆瓦演进,传统低压配电方案需要承载越来越大的电流,配套铜材设施体量更大,变电设备也需要占用更多空间。行业转向800伏直流(800 VDC)已经成为大势所趋:此举可以降低电流、简化供电链路,提升AI基础设施的能效。

英伟达提出了单极800伏直流架构;微软、Meta、谷歌则联合开发了Mt Diablo电力机柜(最初为双极 ±400伏方案)。这两套方案都体现出行业向800伏直流AI算力中心转型的大趋势,远期新建项目还将搭载固态变压器(SST)。英伟达与超大规模云厂商也正通过OCP(开放计算项目)推进两套方案最终走向兼容统一。

超大规模云厂商希望避免厂商锁定,同时借鉴成熟电动车行业的现有方案,在能效、可靠性与电网约束之间取得平衡。而新兴云厂商(Neoclouds)面临的约束条件不同:它们优先追求上线速度,兼顾基础设施灵活性与资本投入,因此大多深度跟进英伟达的方案。未来供应链需要同时支撑两条技术路线。

为什么AI需要一套不一样的供电方案?

行业普遍认为,算力芯片的功耗需求持续走高,必须向芯片输送充足电力,才能释放算力价值。但铜材与变电环节的物理特性决定:电流越大,所需铜材(重量、占用空间)就越多,变电转换环节也随之增多。

传统数据中心机柜采用低压配电,一般向计算单元输送54伏直流电。在机柜功率密度较低时,这套方案可行。但AI机柜功耗持续走高,厂商在单台机柜内塞入多颗GPU / 专用AI芯片,原有方案的短板凸显。

举个例子,一台功耗1兆瓦的机柜。如果采用54伏供电,需要约18500安培的电流。大电流需要大量铜材(18500安培方案铜材重量最高可达200千克),还会带来更高的电阻损耗,热管理难度上升。配电硬件挤占的空间,本可以用来部署更多算力机柜。如果换成800伏直流供电,所需电流降至1250安培。

提高配电电压,数据中心可以用更小的电流传输同等功率,铜材用量下降、配电结构简化,腾出更多空间部署算力硬件。因此行业正在分阶段切换至800伏直流:先从机柜、变电设备入手,远期新建数据中心将全面采用这套架构。

这会直接影响每一个AI Token的供电成本与能效。理想状态下,电力应当尽可能消耗在算力运算上,而不是变电、散热以及线路损耗上。

800伏直流AI算力中心

在2026年圣何塞举办的OCP全球峰会上,英伟达给出一套可行方案:现有数据中心无需全盘改造电气基础设施,即可从交流配电切换到800伏直流。切换路径分两种场景:新建机房,或是存量机房升级。

一共有三种部署路线:

VR NVL72可扩展算力单元设备布局。通过独立电力机柜引入800伏直流,放置在算力机柜旁。

方案A—— 机柜级部署:新增独立电力机柜,将输入交流电转为800伏直流电,再输送至算力机柜附近的设备,之后再降压到算力硬件所需低压。机房运营商保留大部分原有电气设施,不用重建整个机房。目标落地时间:2026年第三季度。

集群级部署。配置交流输入、800伏直流输出的集中式直流供电中心,通过直流母线槽 / 转接盒或是远端直流配电盘输电。

方案B—— 集群级部署:电力设备部署在机房排组前端,在排组层面实现直流配电,释放空间,方便存量改造。该方案更适合托管机房以及新兴云厂商,它们需要兼容多种客户配置。

方案C—— 固态变压器(SST)路线:面向远期新建AI算力中心的方案。固态变压器直接把市电中压交流电转换为800伏直流电,缩短电网到算力系统之间的变电级数。英伟达目标落地时间:2028年第一季度。整条链路的供电效率从7级交流架构的82.0% 提升至固态变压器方案的87.4%;每1吉瓦IT负载,可减少持续耗电约50兆瓦。

英伟达的电力基础设施进度超前于算力硬件。首批MGX 800伏直流电力机柜预计2026下半年量产,2027年推出排组级供电中心,2028年落地固态变压器模块。原生支持800伏直流的Rubin Ultra(Kyber)机柜预计2027年推出。未来18个月内,方案A、B是可行路线:机柜内部依旧采用54伏母排供电,800伏直流架构部署在机柜外部。

单极方案vs双极方案,远期走向兼容

英伟达上面这套参考架构采用单极800伏直流母线。方案包含两根主线:+800伏直流向机柜送电,0伏参考线作为电流回流路径。微软、谷歌、Meta提出的Mt Diablo方案则不一样:以中间电位为基准,两条供电轨极性相反;负载接在 + 400伏与 - 400伏之间,两端压差达到800伏。电流从正极轨经过负载,回流至负极轨。400伏方案在变电设计、元器件选型上灵活性更高,依托电动车电力电子产业链,供应链成熟。不同机房选型不同,对应的电力电子器件、连接器、接地与保护电路都会不一样。

最新版本的Mt Diablo规范已经同时支持双极 ±400伏直流和单极800伏直流配电。与此同时,谷歌、微软、英伟达也在OCP框架下合作开发统一的800伏直流架构。这意味着行业正在提升方案兼容性,英伟达方案与Mt Diablo之间的差异正在缩小。

微软在Azure基础设施中同时部署800伏直流与 ±400伏直流配电。我们认为这是一种均衡策略:微软除自研Maia加速芯片之外,也大量采购英伟达GPU来承载持续增长的AI负载。自研芯片的超大规模云厂商,更倾向于在电力机柜层面遵循开放标准,而不是绑定某一套私有参考设计。

800伏直流产业链

机房运营商重点关注的是:不同厂商的电力设备能否安全、可靠地互通。标准化程度提升,可以降低对单一厂商方案的依赖;但如果接口定义不一致,也有可能形成新的厂商锁定。落地时间、适配的高压功率半导体供货能力、不同厂商设备的互通能力,是三大关键里程碑。这套方案能否普及,取决于实测可靠性以及整套系统的经济性。

台达在峰会上展示了800伏直流转50/54伏直流的电源机架,峰值效率可达98.5%,是800伏直流过渡架构里的核心部件。台达还展示了无风扇液冷电源方案,以及2.5兆瓦冷却分配单元(CDU)。

麦格米特分享了面向全液冷无风扇电源机架的硬件设计,采用分阶段演进思路: 330千瓦机柜阶段,依旧采用54伏供电,依靠液冷强化散热; 第三代机柜转向800伏直流输入,变电环节全部液冷; 第四代机柜功率超过600千瓦,最高可达1兆瓦,采用原生800伏直流机柜架构、直液冷方案。

算力机柜与电力机柜同步采用液冷,可以降低对风冷设施的依赖,还可以支持更高温度的冷却液。在合适的气候与机房设计下,干式冷却方案会更有可行性。

超大规模云厂商vs新兴云厂商(Neoclouds)

超大规模云厂商的核心诉求:800伏直流与固态变压器必须在数据中心层面带来可量化收益,同时不能抬升运维风险。它们做长期规划,要求升级方案可以兼容下一代GPU,不用每一代芯片都整体更换供电基础设施。长期来看,它们更青睐方案C。同时,短期之内它们不愿意被厂商锁定,因此支持Mt Diablo这类OCP开放规范,方便多供应商采购配套子系统,同一套电力基础设施同时支撑GPU机柜和自研ASIC机柜。

新兴云厂商的核心诉求是快速上线。它们唯一核心指标:尽可能快速、低成本地部署算力。方案A、B比推倒重建机房、部署固态变压器更务实。很多新兴云厂商会采用英伟达MGX参考设计,这套方案已经有成熟客户生态。

总结

英伟达800伏直流方案和Mt Diablo方案会在不同细分市场落地,远期规范会逐步融合。预计英伟达参考设计会在2027年前占据优势,它的客户群体包括新兴云厂商、主权AI服务商、托管机房运营商,以及当下依赖GPU的超大规模云厂商。2028年之后,如果超大规模云厂商自研芯片在AI算力硬件中占比明显提升,格局可能发生变化。Mt Diablo背后三家企业都有自研芯片项目:谷歌TPU、Meta MTIA、微软Maia,此外还有AWS Trainium以及Cerebras WSE等竞品。格局变化之后,云厂商可以掌握更大主动权,让电力基础设施不再依赖单一加速芯片厂商。

对于供应链来说,必须同时准备两套架构。如果厂商只押注其中一种路线,会错失另一块市场的机会。规范逐步统一之后,同时支撑两套方案的成本也会下降。

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