電力設(shè)備之AIDC行業(yè)專題報(bào)告：電源、配電、冷卻的發(fā)展趨勢(shì).pdf

電力設(shè)備之AIDC行業(yè)專題報(bào)告：電源、配電、冷卻的發(fā)展趨勢(shì)。AI浪潮推動(dòng)服務(wù)器功率提升，AIDC供配電架構(gòu)或?qū)l(fā)生重大變化。全球AI市場(chǎng)規(guī)模擴(kuò)增，數(shù)據(jù)中心資本開支加速。芯片單體功耗急速增加， 帶動(dòng)單臺(tái)服務(wù)器功耗提升。芯片方面，英偉達(dá)的H100和H200單芯片功耗為700W，GB200達(dá)到2700W，單芯片功耗顯著提升；服務(wù)器配置 方面，區(qū)別于傳統(tǒng)8卡服務(wù)器的常規(guī)10KW的功耗、40KW的整機(jī)柜功率，GB200 NVL72架構(gòu)則需要72顆GPU，整體功率大幅提高到 120KW。AI訓(xùn)練和推理任務(wù)需要處理海量數(shù)據(jù)，對(duì)算力的需求激增，這要求GPU具備更高的計(jì)算能力，單體功耗顯著提升，進(jìn)而帶動(dòng)機(jī)柜功 耗的大幅增加。未來AIDC的需求呈現(xiàn)高功率、高密度、高效率、高可靠性趨勢(shì)，這將使整個(gè)數(shù)據(jù)中心的供配電架構(gòu)發(fā)生重大變化。同時(shí)，大 功耗下散熱系統(tǒng)也將變得尤為關(guān)鍵。

電源趨勢(shì)：高效率、高功率

1、機(jī)柜外電源：高壓HVDC方案創(chuàng)新提出，可進(jìn)一步提升效率。傳統(tǒng)HVDC輸出電壓等級(jí)240、380V，未來新一代HVDC將提高到750V/800V 等輸出電壓，直流供電系統(tǒng)減少交直流變換環(huán)節(jié)，轉(zhuǎn)換效率可從95%提升到98%。

2、機(jī)柜內(nèi)電源：AI服務(wù)器電源升級(jí)，功率密度提升。PSU架構(gòu)從3kW、3.3kW到8kW、12kW的電源功率進(jìn)階，功率密度將從32W/立方英寸 提升至100W/立方英寸，核心是通過硅、SiC、GaN等半導(dǎo)體材料提升電源的功率密度，以在有限的空間內(nèi)提供更高的功率輸出。傳統(tǒng)8卡服務(wù) 器為6*3.3kW的電源架構(gòu)，NVL72架構(gòu)為6*5.5kW*8的電源架構(gòu)。同時(shí)也可能加入BBU的設(shè)計(jì)作為后備電源。

配電趨勢(shì)：預(yù)制化、模組化、智能化

配電相關(guān)變化：未來AIDC的趨勢(shì)正朝著超大規(guī)模和快速部署等方向演進(jìn)，這將推動(dòng)電力模組化、預(yù)制化、智能化趨勢(shì)，集成配電柜、變壓器、 UPS/HVDC等環(huán)節(jié)，節(jié)省供配電部分的占地面積，工廠預(yù)制連接銅排，現(xiàn)場(chǎng)施工簡(jiǎn)便，提升安裝效率，同時(shí)可集中監(jiān)控管理設(shè)備運(yùn)行。AIDC配 電的新趨勢(shì)將帶動(dòng)電路元器件升級(jí)，同時(shí)電能質(zhì)量管理也需要提升。此外母線的應(yīng)用在數(shù)據(jù)中心里也可能提升，前端連接母線替代傳統(tǒng)電纜，末 端連接智能小母線方案。

冷卻趨勢(shì)：液冷方案滲透率提升。在高功率密度機(jī)柜的場(chǎng)景下，為了解決機(jī)柜間的散熱需求，液冷方案逐漸興起。液冷方案的散熱能力 更強(qiáng)，同時(shí)可以降低數(shù)據(jù)中心的PUE。隨著機(jī)架密度升至20kW以上，多種液冷技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，從而滿足高熱密度機(jī)柜的散熱需求。