Infineon Technologies AG 與 NVIDIA 合作，正在開發基于新架構的下一代電源系統，該架構具有 800 V 集中發電和高壓直流 （HVDC） 功能，用于 AI 數據中心內的配電。

新的系統架構顯著增強了整個 AI 數據中心的節能配電，支持直接在服務器主板內的 AI 芯片 （GPU） 上進行電源轉換。英飛凌正在利用其在從電網到核心的功率轉換方面的專業知識，基于硅 （Si）、碳化硅 （SiC） 和氮化鎵 （GaN） 等所有相關半導體材料，推動全面 HVDC 架構的路線圖。

由于 AI 數據中心已經使用超過 100,000 個單獨的 GPU，因此對更高效供電的需求變得越來越重要。據估計，到本十年末，AI 數據中心將需要每個 IT 機架 1 兆瓦或更高的功率輸出。因此，HVDC 架構與高密度多相系統相結合，將為行業樹立新標準，推動高質量組件和配電系統的發展。

“英飛凌正在推動人工智能的創新，”英飛凌電源和傳感器系統部總裁 Adam White 說。英飛凌在從電網到核心的 AI 驅動方面的應用和系統專業知識，與 NVIDIA 在加速計算方面的世界領先專業知識相結合，為 AI 數據中心的電源架構新標準鋪平了道路，以實現更快、更高效和可擴展的 AI 基礎設施。

“新的 800V HVDC 系統架構可在整個數據中心提供高可靠性、高能效的配電，”NVIDIA 系統工程副總裁 Gabriele G?rra 說。“通過這種創新方法，NVIDIA 可以優化我們先進 AI 基礎設施的能耗，這支持我們對可持續發展的承諾，同時還提供下一代 AI 工作負載所需的性能和可擴展性?！?/p>

目前，AI 數據中心的電力供應是分散的。這意味著 AI 芯片由大量的電源單元供電。未來的系統架構將是集中式的，從而最大限度地利用服務器機架中的約束空間。這將增加尖端功率半導體解決方案的重要性，這些解決方案使用最少的功率轉換級，并允許升級到更高的配電電壓。

HVDC 架構的主要優勢

目前，AI 數據中心的配電涉及多次電壓轉換，隨著 AI 的計算需求導致功率需求增加，這會導致效率低下和復雜性增加。NVIDIA 800 V HVDC 架構使用工業級整流器在數據中心周邊將高壓交流電網電力直接轉換為 800 V HVDC。這消除了大多數中間轉換步驟，以及許多 AC/DC 和 DC/DC 轉換過程中的相關能量損失。

HVDC 架構還顯著減少了電源鏈中所需的帶風扇的電源單元數量，從而提高了系統可靠性、降低了散熱、減少了組件數量并提高了能源效率。由于冷卻是 AI 數據中心能源預算的重要組成部分，因此減少散熱會對設備和能源成本產生重大影響。由于電源裝置故障的減少，維護成本也可以降低高達 70%。

在配電中使用 800 V 母線槽而不是交流電，可以通過相同尺寸的導體傳輸 85% 的功率，因為更高的電壓降低了電流需求并降低了電阻損耗。電流較低時，較細的導體可以處理相同的負載。這減少了 45% 的銅需求，并消除了交流電特定的低效率，包括集膚效應和無功功率損失。