另一方面,交流与直流也不会走向替代,而是长期共存。白永超打了个生动的比方:“就跟我们去吃饭一样,有的人爱吃包子饺子,有的人爱吃沙拉蔬菜。一个人在同一天,早中晚餐也不一样。”选择什么样的电压和供电架构,“只要把安全性保证了,接下来在经济性和长期收益上再去算账”。据行业分析,800V直流可减少75%柜外电气设备成本、53%配电损失,但具体采用何种电压等级仍需根据机房现状、设备兼容性和投资回报综合评估。既然提到了散热问题,那液冷同样是一个绕不开的话题。如今不仅数据中心的服务器、存储使用了液冷解决方案,在供电层面也需要进行液冷话的改造。对此白永超表示,去年和今年行业关注点主要在“白区”(服务器区域),“因为它就像人的大脑一样,是消耗能量最大的”。但随着芯片发展和供电架构变化,“白区和灰区的分界线已经开始模糊”,电源设备也需要向液冷和浸没式方向转变。“在GW级数据中心,如果能提高一个点,节能效果和PUE降低都会有很大促进。”
中国数据中心正在经历一场更为深刻的变革——从“被动应对供电瓶颈”转向“主动构建算电协同新体系”。
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相比大洋彼岸互联网公司之间为争夺电力资源的明争暗斗,中国数据中心产业选择“向外找电”。从"东数西算"国家工程的顶层设计,到"算电协同"写入政府工作报告的战略定调;从科技大厂发布兆瓦级全系800V HVDC供电系统,到产业链上下游在高压直流、AI能耗管理等环节的系统性创新——中国正走出一条以技术升级驱动供电革命的内生路径。
2026年7月,开放计算技术大会(OCTS 2026)在京举行。在大会第二演播厅的OpenTalk现场,来自通合科技、晶丰明源和捷蒽迪科技的三位技术专家,围绕“800V时代已经来了,你准备好了吗”这一主题展开了深入讨论。
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算力狂奔,数据中心供电告急
正如我们刚刚提到的,短短几年间数据中心单柜功率从几十千瓦跃升至兆瓦级,供电压力骤然加剧。Gartner最新预测显示,到2030年全球数据中心电力需求将增长至290GW,较2025年接近翻倍。AI服务器耗电量的增长速度尤为惊人——2027年AI服务器用电总量将反超传统服务器。电力供给不足已成为制约AI产业扩张的硬性瓶颈。
捷蒽迪科技高级产品经理牛红祥从服务器内部架构进行了分析:“GPU的功耗占比大概是50%到70%”,算力的爆发式增长直接带来了功耗的急剧增加。晶丰明源高性能计算高级产品市场经理何加劲也指出:“之前是CPU比较主导,现在训练包括推理又开始用GPU,功耗从之前的几十瓦现在到了千瓦级。”负载端的变化对电网和整个供电架构提出了极高要求,“散热从风冷到液冷都成为了标配,就是因为现在的功耗特别大”。
通合科技智能电网事业群总经理白永超进一步解释了背后的逻辑:“大家刷短视频,包括新的AI应用工具等的使用,信息的流量、内容、互动性和智慧性越来越多,需要更大的算力支持……千瓦甚至更大功率的芯片也在层出不穷地出现”。
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用电设备的功率在不断提升,供电设备的性能自然也需要不断升级。传统以工频变压器、UPS串联为主的交流供电架构已难以支撑如此迅猛的功耗增长。从技术演进来看,英伟达早在去年宣布计划从2027年起率先推动数据中心机架电源从传统的54V直流向800V HVDC过渡,有分析机构预测其实际大规模采用将落在2028年。
与此同时,作为智算中心的大脑也是耗电大户,英伟达GB200 NVL72机架功耗已达到120kW以上,预计未来GB300 NVL144将突破300kW,传统12V供电架构在如此高功率下母线电流高达数千安培,PCB和连接器损耗急剧增加,已接近物理极限。而采用800V直流架构,可在相同功率水平下显著降低电流,从而减少损耗、简化热管理、减小导体截面积,并最大程度减少交直流变换环节——这些都有助于提升系统效率、可靠性与功率密度。
除了应用场景的市场导向之外,国家政策层面也在推动此次供电革命,“算电协同”已成为国家层面的战略方向。2024至2025年,国家发改委等五部门强调推动算力基础设施与可再生能源融合发展。国家发改委在答复全国政协提案时明确提出“创新算力电力协同机制”,国家数据局也提出“体系化推动算力电力协同”。今年,“算电协同”相关工作被写入政府工作报告,各地也在积极探索——庆阳数据中心集群已实现绿电直供,赤峰更是落地了全球首个100%绿电直供的数据中心。
由此看来,无论天时地利还是人和方面,供电系统的这场革命已经不可阻挡,而中国市场也具备广阔的发展潜力。据测算,2025至2027年全球HVDC市场空间预计分别为24.5亿元、144.9亿元、302.6亿元。其中,中国市场增长潜力尤为突出——随着“东数西算”工程全面落地及智算中心建设提速,800V HVDC需求预计自2028年起集中释放,市场规模将从20亿元跃升至2030年的64亿元。
800V高压直流的应用场景与路线之争
虽然英伟达在很大程度上代表了未来智算中心供电的应用需求,但从技术架构来说也并非只有800V供电唯一选择,比如由微软发起,谷歌、Meta联合研发,依托OCP平台向全行业开源标准化的正负400V技术也有非常多的支持者。那么问题来了,800V与正负400V两条技术路线如何选择?白永超给出了明确的判断:“正负400V也好,还是800V也好,它只是针对不同的应用场景,对应的机架所需要的供电方式的不同而已。”
他回顾了中国直流供电的发展历程:“2007年中国就在推240V直流供电,运营商里电信和联通用的是240V,移动是336V,互联网大厂里也有针对云计算、智算、超算不同的电压等级。”他同时表示,长远看电压会越来越高,但“不同的场景使用不同的电压等级和功率等级,甚至同一个智算中心、兆瓦级的数据中心,也可能用不同的电压等级,不能一概而论”。
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正如白永超所说,任何技术的发展都是服务于应用场景,即便是在800V高压直流供电的内部解决方案中,也有800V转54V三级转换与800V转12V两级转换的区别,这背后同样又是谷歌、OCP、英伟达等一众科技巨头的竞争。不过在牛红祥看来,这并非路线之争,而是差异化的解决方案区别——“800转54跟800转12这两个,其实也不是线路之争的问题,而是随着时间循序渐进的两代方案。”
“54V的优势在于它的生态和供应链器件比较成熟,可以承接800V高功率密度的要求。12V的话,相关器件、行业标准和安规还不明确,所以会相对滞后一些。”从目前来看,“54V可能还是在应用上更主流一些”。值得注意的是,英伟达在今年3月GTC大会上推出的机架方案仍以54V直流为主,但也有信息显示其正考虑过渡至更高电压方案,最终800V机架方案预计2028年量产。可以预见,电压等级的提升将是一个渐进过程,而非一蹴而就。
以上这些问题,都是我们在迈向GW级智算中心必然经历的问题。随着传统数据中心正加速向智算中心转型,包括全液冷散热与全系800V HVDC高压直流供电两大技术路线都将成为主流选择。但这样一来,新建智算中心自然会迎来快速发展,但是那些老旧的数据中心怎么办?是否可以顺利升级呢?对此,白永超给出了肯定答案:“传统数据中心升级改造其实有天然的方案。前端供电架构、输入端的供电没有变,只是在机架部分从小变大……只要在容量不变的前提下,从交流变成直流也好,从低电压变成高电压也好,不存在障碍。”
面向GW级智算中心的供电创新与AI能耗管理
既然未来无论新建还是传统数据中心都可以实现GW级,那么是否意味着未来我们的供电需求也会非常迫切,又是否会出现美国那样电力紧张、供电不足的情况呢?对此,晶丰明源高性能计算高级产品市场经理何加劲从技术角度也给出了回应。他表示,如今负载端功耗越来越大,但留给电源的面积却越来越小,“增大功率密度”成为核心挑战。“现在主流方案就是5×6封装的DrMOS或SPS,后续还有6×6封装,通过在一个芯片里放置更多相数的SPS来适配当下功率需求。”
控制器方面同样面临新挑战。TPU等芯片有大量负载跳转场景,“需要更快的响应——如果电压跌落,要很快补回来”。其价值在于“CPU可以在低压下正常运行,节省功耗,省电——特别是万卡集群,省一度电的经济价值就不一样”。为了解决上述供电与控制器方面的问题,晶丰明源正从90安DrMOS向100安升级款迈进,后续还有6×6封装内置双DrMOS的方案。散热方面,“通过芯片级开窗,用高散热材料做开窗,热阻从10度每瓦降到3.5度每瓦,加上冷板散热,芯片可运行在80安培左右”。
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何加劲补充道:“风冷已经应对不住现在的功耗,现在慢慢都往冷板或浸没式走。”但对芯片级而言,“潮湿敏感度越来越高,特别是浸没式可能用纯水或其他介质,对芯片级的挑战很高”。“整个供电网络都要随着客户需求和应用场景迭代。”由此看来,未来智算中心灰区也会采用液冷解决方案,这也是大势所趋。
除了散热方式的改变之外,AI能耗管理也是GW级智算中心另一重要创新方向。何加劲从芯片级分析道:“不同CPU都有不同调压协议。负载旺盛时提升电压释放最大能力,空闲时降低电压——阶段性响应需求,而不是始终满负荷运行。”牛红祥也表示,“硬件配置虽然做了冗余,但普通场景下没有那么大电力需求时,应尽量降低空载损耗,提升效率去节省能源。”
白永超则从系统层面展望:“从电网来说,不同时间段的负载不一样,而且同一时间响应的动态需求也不一样。通过软件,原来叫智能系统,现在慢慢往智慧系统方向发展——模块自主休眠、根据负载动态响应、故障预诊断和信息反馈,确实需要一个管理系统来整合大家协同配合。”
如今,供电已经成为影响数据中心与智算中心发展的必要环节,在黄仁勋提出的“AI五层蛋糕”理论中,供电已经成为最底层也是最核心的要素之一,中国无论从政府层面还是在市场反馈上也都对供电提出了全新的要求。就当下的趋势来看,从800V与正负400V的并存,到54V与12V的渐进;从垂直供电的产业链协同,到液冷时代的供电模块变革,再到AI能耗管理的智慧化演进——这场讨论覆盖了供电系统从前端到后端、从硬件到软件的完整链条,也详细分析了当下供电市场的现状、展望了未来发展。
据Gartner预测,到2030年全球数据中心电力需求将接近翻倍,而800V HVDC正成为应对这一挑战的关键技术路径。正如白永超所言,“各种需求会被各种的方案来解决”,技术路线从来不是非此即彼的选择,而是围绕应用场景“量体裁衣”的结果。当800V时代已经来临,产业上下游正在用多元化的创新,为GW级智算中心铺就一条安全、高效、可持续的供电之路。
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