資料中心的供電架構轉變與未來趨勢
摘要
在AI算力浪潮推升下，GPU功耗與機櫃密度正把資料中心從48V匯流排推向高壓直流發展，OCP陣營以±400V的雙極方案在相容性與線損間折衷，NVIDIA則以單極800V鎖定最高效率，本篇報告將深入介紹2種路線的設計理念與差異。 為配合高壓主幹，機櫃側預計將導入BBU與超級電容托盤構成毫秒級到分鐘級的雙層備援，中壓端則以固態變壓器一次整流下變至800V直流，徹底省掉多級AC/DC轉換過程，從而提高配電效率。以上關鍵趨勢，本篇報告將逐一梳理與說明。
一. 資料中心新供電標準與架構革新
二. 傳統供電架構的轉型：HVDC興起與挑戰
三. 未來資料中心供電新趨勢
四. 拓墣觀點
圖一 2020～2030年全球資料中心耗電量成長趨勢
圖二 ORv3機櫃系統架構示意圖
圖三 ORv3 HPR V2機櫃系統架構示意圖
圖四 ORv3 HPR V3機櫃系統架構示意圖
圖五 ORv3 HPR V4機櫃系統架構示意圖
圖六 Vertiv預測NVIDIA GPU機櫃功率密度路徑
圖七 UPS與HVDC系統架構比較
圖八 NVIDIA 800V HVDC供電架構示意圖
圖九 單極與雙極HVDC系統差異
圖十 BBU模組
圖十一 資料中心HVDC供電架構路徑
表一 NVIDIA GPU與整機櫃TDP迭代整理
表二 ORv3原版與HPR版本比較
表三 UPS與HVDC系統在美國每年電費差異(以100MW為例)
表四 UPS與HVDC項目比較
表五 資料中心供電(0～400V/0～800V/±400V)優劣勢比較表
表六 UPS與BBU系統比較
