数据中心直流供电系统推进与标准化合作

现代数据中心中的每台服务器都使用直流电运行。然而，到达这些服务器的电力仍然大部分以交流电传输，在到达芯片之前需要经过多次转换。两个国际行业联盟认为，这种转换链是当今设施中最大的可避免能源浪费源之一，他们现在已经制定了正式的改变计划。

直流供电的效率优势

3月，Current/OS基金会和开放直流联盟(ODCA)签署了一份谅解备忘录，以协调他们在直流供电分配方面的技术工作，并向国际标准机构提出协调一致的立场。Current/OS专注于商业建筑中的直流分配，而ODCA的方法源于工业环境。两者都是以欧洲为基础、具有全球雄心的倡议。

Current/OS基金会主席Yannick Neyret表示："我们选择合作，以建立一个通用、稳健和开放的标准，这将有益于整个欧洲生态系统。"

直流供电的效率优势始于机架级。CPU、GPU、存储设备和网络设备内部都使用直流电运行。由于公用电网提供交流电，每个数据中心都必须在某处将交流电转换为直流电；唯一的问题是在哪里进行这种转换。

"无论我们做什么，我们都需要将来自公共电网的交流电转换为直流电，"Neyret说。"问题是，我们是在服务器级别进行转换？还是在白色空间或服务器机架级别进行转换，或者在数据中心的入口边缘进行转换？"

将交流到直流的转换推到建筑边缘，然后在设施内分配直流电，消除了单个设备中的冗余转换阶段。由于直流到直流阶段通常比同等功率水平的交流到直流转换更高效，整个链路中的节能效果会叠加。

在超大规模应用中，小的百分比增益是巨大的。Neyret指出，在1 GW的园区中，1%的效率提升可以避免大约10 MW的损失。

ODCA董事会主席Hartwig Stammberger表示："主要原理是将电力传输到芯片更加高效。在传输过程中损失更少，需要更少的努力、更少的布线和更少的组件。"

技术成熟度与标准化挑战

Stammberger反驳了直流配电是投机性的观点。他说，可比电压和功率水平的工业系统已经运行了多年，而底层电力电子技术在过去十年中取得了显著进步，特别是在高效直流-直流转换和安全中断直流故障方面。"它有行业验证的应用支持，"他说。"这不是新事物。"

生态系统信号正在增加。英伟达在发布的白皮书中提到了直流配电。开放计算项目(OCP) Mt. Diablo倡议——一个涉及Meta、微软和OCP的合作项目——已经展示了从电动汽车基础设施衍生的±400 VDC机架配电，支持1 MW机架并减少转换损失。

更广泛采用直流电的主要阻力不是技术能力，而是监管和标准框架，这是在一个多世纪内围绕交流系统建立的。"电气业务受国家规则或国家标准管辖……非常、非常难以改变，因为它们已经完善了100多年，"Neyret说。

现在有两个标准轨道对数据中心规划时间表很重要。首先，国际电工委员会(IEC)关于基于半导体的断路器标准——通过电力电子而不是机电触点实现安全的直流故障中断——预计在几个月内发布。

其次，Current/OS和ODCA正在与美国国家防火协会(NFPA)合作，致力于2029年国家电气规范修订周期的更新，该修订在发布后将在美国各州逐步采用。

合作的战略意义

这种伙伴关系的直接价值是明确性。虽然它们来自不同的领域——Current/OS来自商业建筑，ODCA来自工业环境——两者在直流配电的相似核心概念上趋同，但剩余的实施差异仍可能使买家困惑。

"我们需要向市场解释，这些解决方案不是不兼容或对立的，而是互补的，"Neyret说。"有多种选择。"

这些组织已经展示了统一声音的影响。在谅解备忘录之前，代表们联合向国际低压安装标准委员会提交了一项提案；委员会当场接受了它——这在标准化工作中是不常见的结果。"对于新技术来说，两个声音是有益的，特别是当它们不相互矛盾时，"Stammberger说。

数据中心实施时间表

Neyret和Stammberger都预计数据中心将在商业建筑和一般工业之前引领直流采用，这是由人工智能工作负载驱动的，使得转换损失过于昂贵而无法忽视。

第一批直流原生数据中心计划在2027年底左右完工。更广泛地说，Neyret和Stammberger估计，如果当前的势头保持，广泛的直流采用可能在不到五年内发生。

Stammberger对数据中心运营商的信息很直接："它是可用的，它已经得到验证。它对你有好处。"

展望未来的部署，Current/OS和ODCA正在为OCP团队提供两到三代的设计建议，不仅针对效率提升，还针对铜材减少、可用性改进和设施架构简化。"我们刚刚开始发现直流的好处，"Neyret说。

Q&A

Q1：Current/OS基金会和开放直流联盟合作的主要目标是什么？

A：两个组织签署谅解备忘录，目标是协调直流供电分配方面的技术工作，建立通用、稳健和开放的标准，并向国际标准机构提出协调一致的立场，以推动数据中心直流供电系统的标准化。

Q2：数据中心采用直流供电能带来多少效率提升？

A：通过将交流到直流转换推到建筑边缘并在设施内分配直流电，可以消除设备中的冗余转换阶段。在超大规模应用中效果显著，比如在1 GW园区中，1%的效率提升就能避免大约10 MW的能源损失。

Q3：直流供电系统什么时候能在数据中心广泛应用？

A：预计数据中心将率先采用直流供电，主要由人工智能工作负载驱动。第一批直流原生数据中心计划在2027年底完工，如果当前势头保持，广泛采用可能在不到五年内实现。