MW级机架与超节点，数据中心正演变成“新物种”

中美算力，。2026年GW（吉瓦）级数据中心上线，2027年MW（兆瓦）级机架服役，正在成为行业共识。算电协同并不仅发生在数据中心外部，更深刻的变化还在其内部展开。

数据中心由此演化成“新物种”。它最突出的特征，是端到端的高压直流配电体系，以及不同层级的储能与冷却系统；它们都围绕MW级机架的极高功率密度需求而展开。面对发生在数据中心内部的创新，中国与美国几乎站在同一起跑线。

AI基础设施的竞争，已经从芯片延伸到机架级系统架构。目前，为英伟达贡献更多营收增长的已经不再是独立的GPU，而是以NVL72为代表的机架级系统；后者还包括网络等业务，上一季度收入增速超过计算业务。黄仁勋很早就认识到“AI工厂”的重要性，那是将能源转化为token的地方。于是，英伟达对下一代机架的参考设计，一开始就将数据中心的供电分配网络（PDN）也纳入了进来。

它就是Kyber架构。黄仁勋已经在今年的GTC与OCP峰会上，数次。英伟达改变的不仅仅是它的GPU数量的堆叠，而是将电力提升至与芯片同等重要的地位，让电力更高效地转化为token。

本质上，这一变化也是算力需求趋势驱动的。在英伟达看来，AI的演化是一场持续的扩展，从GPU升级到AI基础设施，它需要纵向、横向以及跨域的扩展。尤其是纵向扩展，已成为当前平衡AI工作负载的关键路径。随着稀疏架构中专家（Expert）数量与通信需求不断攀升，芯片和节点规模同步扩大，机架级计算与超节点应运而生。

在芯片算力性能与机架算力密度提升的双重推动下，单个机架的功率密度也因此迅速攀升，几乎每年都在翻倍。2020年，基于Amper架构芯片的单机柜功率约为10kW。在上个月的OCP峰会上，无论是提供AI算力的英伟达、AMD，还是提供电力的松下与台达电子（Delta）等，都确信会在2027年前后，迎来1MW级别的单一机架。这相当于短短七年间，单机架的功率密度增长了约100倍。机架功率密度的“摩尔定律”很快将进一步升级至2MW甚至4MW。

这是对传统数据中心供配电体系的一次颠覆。在OCP峰会上，台达电子称，如果单个机架的功率达到1MW，那么，如果继续使用传统的54V（伏特）供电，电流将达到20,000A（安培），这是极其巨大的电流，会带来线路损耗、散热和短路等安全问题。

即使技术上可行，经济上也不可行。届时，为单个机架供电的铜母线将达到200公斤。如果GW级数据中心遍地崛起，作为多个国家指定的关键矿产，铜的供应将面临风险。能量密度越来越高数据中心，不仅在改变着电力系统，。

欧美科技巨头的共识，是引入端到端的高压直流方案。英伟达的Kyber机架，描绘的是端到端的800V高压直流（HVDC）方案；甚至，在英伟达看来，800V还不是终点，未来很可能达到1500V。而目前微软、谷歌与Meta共同打造的Mt. Diablo配电架构，采用±400VDC配电方案，也可支撑机1MW级机架功率。

此外，MW级机架的横向扩展就是GW级数据中心。它们都将放大AI计算负载的波动性。在英伟达的设想中，储能仍然是核心关注点，既有机架本地储能，也有长时储能（如BESS系统），分别应对动态功率波动、电压调节，以及电网响应和无功功率支撑；不同的储能技术在不同时间尺度下各有优势。

英伟达选择800V的理由是，电压过低就无法在数据中心级高效配电，电压过高则会导致转换器和保护器件体积过大。而且，800V直流的理念并非全新，电动汽车充电、光伏系统已经广泛应用，海运业也有现成设备。这意味着这套方案供应链相对成熟，存在规模经济效益。台达电子则称，800V直流配电的美妙之处，在于可以轻松接入光伏或燃料电池等可再生能源。这加深了数据中心与新型电力体系的协同演进关系。

不过，这一套供应链仍然是全球化的。在今年的COMPUTEX上，英伟达成立800V高压直流供应商联盟，其中功率模块领域的核心参与者，包括中国大陆企业麦格米特（Megmeet），也包括在大陆拥有产能的台达电子、伟创力（Flex Power）、领益（Lead Wealth）、光宝科技（LiteOn）。而目前成熟的储能量产，主要仍然由中国与韩国企业主导。难怪OpenAI向白宫建议，通过税收优惠、财政支持，用AI基础设施牵引实现国家层面的再工业化。

尽管中国单卡性能仍然与英伟达存在“纳米级”的差距，但华为、阿里与中科曙光等，都在寻求单柜算力密度的突破，MW级机架只是时间问题。其中，磐久AL128超节点服务器支持高达350kW供电能力和500kW散热能力；曙光scaleX640超节点自研的浸没式相变液冷先进方案，已经可以满足“一拖二”千卡级计算单元共1.72MW的散热能力。脱胎于华为的服务器企业超聚变，推出单柜集成128个AI加速卡的超节点，供电能力达240kW。

不过，面对这些数据中心“新物种”，突出的问题之一，是如何解决数据中心折旧与关键IT设备折旧的时间错配问题。数据中心往往建成后可以稳定运营20年，而GPU等关键IT设备满负荷运行5年就需要更换。一方面，大量存量数据中心需要升级，以适配越来越功率密集的机柜，另一方面，在投建增量数据中心的时候，同样需要考虑到提前留足设计冗余，至少它要是可扩展的。

除当前的传统方案外，英伟达对未来的“AI工厂”的供配电体系，设想了三个演进阶段。传统方案（下图红色部分）中的配置，可以逐步过渡（橙色或黄色部分），或者最小化改动，仅从交流配电体系切换到直流配电体系，或者进一步用储能系统替代UPS备电功能。

而最彻底的变革（绿色部分），则是端到端集成的800V直流架构，通过引入固态变压器（SST），基于其电力电子开关（IGBT、SiC MOSFET 等）控制电流、电压和频率，以灵活适配不同负载；它大幅压缩了电流转换的层级与复杂度，减少传统配电设备占用的空间，从而进一步提升计算设备在数据中心的空间占比。

2026年，数据中心的“新物种”，将在AI基础设施与新型电力体系的协同演进中，发挥越来越关键的作用。