来源：本站 发表时间: 2026年02月27日
自2025年中期以来，人工智能（AI）和机器学习（ML）推动了数据中心支出和建设的创纪录增长。工作负载的爆发式增长暴露了传统数据中心配电系统的局限性，迫使整个行业对长期沿用的架构标准进行快速而全面的重新审视。
随着服务器机柜功率攀升至数百千瓦级别，交流电（AC）与直流电（DC）供电之间旷日持久的争论以全新的紧迫性再次浮出水面。然而这一次，结果正变得越来越清晰。高压直流（HVDC）正在崛起，不仅仅是作为一种替代方案，而是作为面向下一代AI数据中心最可行的前进路径。
这一根本性转变正在发生，原因在于现有的交流架构虽然成熟且被广泛理解，但对数字处理而言本质上是低效的。计算机芯片运行在低压直流电上，而传统交流架构需要经过多次转换步骤才能将电网电力输送至服务器。电力需要经历整流、逆变、降压，然后再次转换才能最终到达芯片。每一个步骤都会引入效率损耗。在实际运行环境中，这通常将整体系统效率限制在大约75%至80%。
对于大规模AI应用而言，这些损耗是不可接受的。超大规模运营商已将电力使用效率（PUE）值的目标设定在1.2以下。为了最大限度减少非创收电力消耗，他们正在寻求能够简化供电链路并提高整体系统效率的架构。
HVDC对数据中心而言不再是一个前瞻性概念，而是正在成为应对AI驱动基础设施现实需求的务实方案。三大压力正在加速推动这一转变。
效率与简化
HVDC在所有主流供电架构中提供了最高的端到端效率潜力，通常在85%至90%的范围内。HVDC无需让电力经过多级转换，而是将电网高压交流电一次性整流，然后在整个设施内直接分配直流电。更少的转换环节意味着更少的损耗。这种方式也与现场可再生能源（如太阳能或燃料电池）天然契合，因为这些能源本身就产生直流电。
应对超高功率密度与铜材成本
随着AI工作负载推动机柜功率远超传统水平，低压系统的局限性日益凸显。更高的电压可显著降低电流，进而减少电阻损耗、降低线缆发热，并减少配电所需的铜材用量。随着超高功率机柜日益普及，这些优势变得越来越重要。与此同时，液冷正在从一种专用方案迅速转变为AI数据中心的基本要求，进一步强化了对能够与先进热管理系统高效协同扩展的供电架构的需求。
借力外部生态系统
HVDC的加速采用得益于其充分利用了相关行业已发展成熟的供应链。电动汽车（EV）充电和太阳能基础设施的大幅增长——两者均使用HVDC（电动汽车采用400VDC或800VDC）——催生了越来越多成熟的制造商和安装商。数据中心正在借鉴这些行业的类似产品和经验教训，应用于过流保护和液冷配电等领域。
从前瞻性概念到行业标准的转变，正在被AI生态系统中最大的利益相关方——超大规模运营商和主要芯片制造商所巩固。
英伟达向800V HVDC的转型是一个重要拐点。 作为AI加速器的主导供应商，英伟达的架构决策对整个生态系统产生着巨大影响。该公司已宣布，其预计从2027年开始推出的Kyber机柜级系统将采用800V HVDC作为标准供电架构，并指出与低压直流系统相比，可显著减少铜材用量和空间需求。
在这一模式下，交流转直流的整流环节被推至数据中心的边缘，而HVDC则在整个设施内进行分配。为加速推广，英伟达正与电力系统制造商和芯片供应商密切合作，推动支撑生态系统的成熟。
同样，超大规模运营商也在推进协作努力。微软和Meta于2024年秋季正式发布了Mt. Diablo项目，谷歌于2025年春季加入。该规范于2025年8月发布，标准化采用±400VDC三导体系统。
这一方案将电力转换与计算分离，使两者能够随着机柜功率密度向兆瓦级攀升而独立扩展。将整流硬件从服务器中移除，简化了机柜设计，并支持更加模块化、便于升级的数据中心布局。
作为技术和解决方案供应方的供配电厂商自然也参与其中，伊顿、西门子、台达、施耐德等企业均在不同场合透露了相关规划，并且推出了SST等产品。
这些举措共同表明，HVDC不再是被孤立评估的对象。它正在被行业最大的运营商和技术供应商积极标准化，为下一代数据中心建设的更广泛采用奠定基础。
随着HVDC从规范走向部署，其对数据中心设计的影响将是结构性的，而非渐进式的。供电架构不再是一个孤立的工程决策，它正在塑造设施的建设、扩展和升级方式。
对于超大规模和AI导向的新建项目，HVDC预计将在新建设施中占据越来越大的份额，并有望在本十年末成为默认架构。这一转变与液冷技术的快速成熟相辅相成。随着机柜功率密度持续上升，仅靠风冷已无法充分散热。液冷方案正在成为必需，而HVDC系统也越来越多地被设计为兼容液冷配电，借鉴了电动汽车充电等相邻行业已验证成熟的技术。
在边缘计算领域，交流电在短期内仍将占据主导地位。然而，随着AI推理的扩展和制造商围绕更高电压架构进行标准化，HVDC预计将在本十年后期获得更多市场份额，在更高功率的部署中逐步取代低压直流系统。
在托管和企业环境中，受客户需求和现有基础设施的驱动，交流电可能仍将是大多数设施的骨干。即便如此，HVDC正开始作为一种互补选项崭露头角，尤其是在需要支持更多样化工作负载和功率密度组合的环境中。
归根结底，HVDC代表的是一种必要的演进，而非彻底的替代。它解决了大规模AI所暴露的物理和经济极限问题，实现了更高效率、更低材料消耗和更灵活的基础设施设计。随着超大规模运营商、芯片制造商和电力设备厂商现已围绕HVDC标准达成一致，行业正进入一个快速变革的时期——这将重新定义未来数年数据中心的供电方式。
| 文章来源：中国IDC圈编译
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