面對 AI 計算需求的指數級增長，傳統資料中心的電力架構正面臨前所未有的挑戰。
英偉達宣布其800V高壓直流（HVDC）架構將於2027年全面部署，以支援1MW及以上的IT機架功率需求，提升供電效率與可靠性，還大幅降低銅材使用，簡化系統結構，並為AI工廠的發展奠定堅實基礎。
深入剖析英偉達為何從54V DC過渡至800V HVDC，這有點像電動汽車裡面採用800V配電架構一樣，對資料中心架構、運維效率及AI未來發展的深遠影響。
Part 1：傳統54V系統的困局：物理極限下的電力架構無法支撐
在AI驅動的資料中心時代，千瓦級的供電標準早已無法滿足AI模型對能耗的極端需求。
以英偉達當前主力的GB200 NVL72機架為例，隨著機架功率逐步逼近兆瓦級別，基於54V直流的傳統配電方式已然陷入瓶頸。
● 首先是空間限制。
由於54V系統電流過大，需配備龐大的銅母線與電源架，在兆瓦級Kyber計算節點中，光是電源就可能佔據整個機架的空間，根本無法留出計算資源的位置。
英偉達估算，一座兆瓦級機架若仍採用54V直流架構，其電源設備甚至可能高達64U機架單位，已無法在現實中部署。
● 其次是銅材過載問題。
在1MW負載下維持54V電壓，將導致電流激增，進而需要大量銅母線進行傳輸，每個機架可能需要200公斤銅。
而一個1GW規模的資料中心因此將需要高達50萬噸的銅，其材料成本、物理佈局及散熱負擔都難以承受。
● 還有轉換效率低下的問題。
現有的54V配電鏈通常包含多級AC/DC及DC/DC轉換，層層損耗不僅影響整體效率，還增加了潛在故障點與維護成本。每一次能量轉換都是一個風險點，也讓資料中心的可用性與長期穩定性大打折扣。
在這種背景下，NVIDIA提出從根本上重構電力系統架構，從機架、電源到設施級基礎設施，全面轉向800V HVDC的高壓直流架構。
英偉達的新架構不再僅僅聚焦於機架或模組層面，而是以全方位系統的視角來構建800V高壓直流配電鏈。
從變電站進入資料中心的13.8kV交流電在邊界處透過工業級整流器一次性轉換為800V HVDC，隨後透過兩根導線直接傳輸至設備排與IT機架，實現「交流一次轉換，直流全程傳輸」的高度簡化電力流動路徑。
這種扁平化設計帶來了三個關鍵突破：
◎ 系統效率的大幅提升：透過壓縮多級轉換環節，800V HVDC架構端到端的電力轉換效率提升高達5%。
不僅能減少風扇、電源模組等耗能部件的數量，也降低了系統的熱功率密度，進而減少冷卻能耗。更重要的是，電源鏈中每少一個元件，就少一個故障點，提升了整個系統的可維護性與可靠性。
◎ 銅材需求大幅下降：在相同導線尺寸下，800V電壓能比415V交流系統傳輸多85%的功率。
這是因為更高的電壓意味著電流需求減少，從而顯著降低了電阻損耗和熱耗散。而銅材需求也因此減少了45%，從材料角度降低了系統的成本和建設門檻。
◎ 更高密度的 IT 機架整合可能：採用 800V 直流輸入後，電源轉換從機架內部「抽離」出來，改由集中式 DC/DC 模組統一轉換為 GPU 所需的 12V/54V 核心電壓。
這一改動釋放了大量機架空間，使得每個機架可部署更多計算單元。在2025年GTC大會上，英偉達就展示了通過800V HVDC為單機架576顆Rubin Ultra GPU供電的能力，遠超傳統結構下的計算密度極限。
除了效率與結構優化，800V HVDC架構還展現出卓越的可擴展性。從100kW的標準機架到1MW甚至更高，800V基礎設施無需進行額外的硬體重構，只需在功率傳輸端進行線性擴容即可，這項特性為未來AI工作負載的動態增長預留了極大的彈性，是一個真正面向未來的架構設計。
Part 2：800V直流電源架構的載體
高壓直流輸電並非新概念，但在過去十年，由於受限於變流器效率、保護機制以及標準化配套設施的缺乏，其在資料中心層面始終難以推廣。
英偉達此次推動的800V HVDC方案，是一次技術與生態的雙重飛躍：
◎ 一方面，固態電源技術與電動汽車產業的成熟，為800V系統在安全、效率與成本上的可行性提供了保障；
◎ 另一方面，英偉達與上下游合作夥伴構建了一個涵蓋晶片、電源、電氣工程、數據中心運營的完整協同網絡，為落地鋪平了道路。
面對 AI 每秒增長的能耗曲線，僅靠增加硬體密度已無法解決根本問題。NVIDIA 的 800V HVDC 架構，透過對配電系統的全面重構，不僅解決了能量傳輸瓶頸，還開啟了高密度 AI 工廠與低總擁有成本（TCO）並存的未來可能性。
官方數據顯示，該架構可將整體TCO降低高達30%，對於AI服務商、雲端運算平台乃至超大規模資料中心營運商而言，無疑是一項划算且必要的技術投資。
全新的 800V 高壓直流（HVDC）集中供電方式，落地依賴於高性能功率半導體材料的支撐。
安森美憑藉其在矽（Si）、碳化矽（SiC）和CJFET方面的技術積累，為HVDC系統提供從電網到晶片級供電的全鏈路解決方案。
配合 NVIDIA 在加速運算與 AI 工作負載方面的領先優勢，該合作將為資料中心樹立新的供電標準，以應對未來每個 IT 機架功率需求達到 1 兆瓦以上的挑戰。
800V HVDC 架構不僅降低了佈線的複雜度，還減少了電源模組的數量，優化了熱設計與空間分配。
安森美還將持續拓展其多相 DC/DC 轉換器產品，為超大規模 AI 數據中心提供靈活且高效的電源系統，推動整個行業朝著綠色、高性能計算平台邁進。功率電子與 AI 計算深度融合的關鍵節點，也預示著全球數據中心供電方式將發生根本性變革。
小結
隨著2027年Kyber架構與800V HVDC系統同步上線，全球AI基礎設施將邁入一個全新的功率時代。從機架設計、能源調度到負載響應管理，每一個環節都將在高壓直流電的「清流」中重塑邊界。在AI驅動的未來，算力不再是唯一的關鍵，能源才是下一個戰場的核心資源。
參考來源