NVIDIA 800-volt voltage "revolution": Global data centers face the largest infrastructure overhaul in history

隨着人工智能軍備競賽進入新階段，英偉達正引領全球數據中心進行一場史無前例的供電架構 “革命”：將電壓標準從傳統的交流電轉向 800 伏直流電。

英偉達已於近期宣佈了包括 CoreWeave、甲骨文在內的十餘家合作伙伴，旨在為 800 伏直流電源架構和單機櫃功率密度達到 1 兆瓦（MW）的超高密度計算環境做準備。這一轉變是為了支持其下一代 “Vera Rubin” 架構及 “Kyber” 系統，後者預計於 2027 年面世，單機櫃將集成 576 個 GPU，其對電力和冷卻系統的要求遠遠超出了當前 415 伏交流電架構的承載極限。

高盛在最新的研究報告中指出，這一技術飛躍意味着數據中心資本支出的重心將發生顯著轉移。投資者已開始重新評估資本貨物行業的贏家與輸家，因為這不僅代表着基礎設施融資缺口將進一步擴大，更意味着從變壓器、斷路器到線纜和冷卻系統，整個產業鏈都將面臨強制性的技術升級與換代。

儘管英偉達預計這一架構長期可將總擁有成本（TCO）降低 30%，但在短期內，這無疑構成了一道巨大的資本支出門檻。這場變革迫使運營商採購數以百萬計的新設備，從而引發該行業第一輪大規模的硬件升級週期。

突破物理極限：從幾十千瓦到兆瓦級飛躍

數據中心向 800VDC 架構轉型的核心動力，在於現代 AI 機櫃呈指數級增長的功率密度需求。目前的機櫃功率正從數十千瓦迅速擴展至超過 1 兆瓦，這已經超出了傳統 54V 或 415/480VAC 系統的物理處理能力。

英偉達指出，相比傳統的交流電系統，800VDC 架構能在相同的銅導體上傳輸超過 150% 的電力，從而極大地提高了能源效率。這種架構不僅能夠減少高達 45% 的銅用量，甚至可以消除為單個機櫃供電所需的重達 200 公斤的銅母線。

為了適應這種極端的功率密度，英偉達的新一代 Vera Rubin NVL144 機架設計採用了 45°C 的液冷技術和新型液冷母線，並增加了 20 倍的儲能能力以保持電力穩定。其後續產品 Kyber 系統將包含 18 個垂直旋轉的計算刀片，如同 “書架上的書” 一般排列，以支持不斷增長的推理需求。

基礎設施重構：直流電與液冷的全面接管

高盛分析師 Daniela Costa 在研報中詳細闡述了這場變革對基礎設施的具體影響。最顯著的變化是傳統交流配電單元（AC PDU）和交流不間斷電源（UPS）系統將變得不再必要。800VDC 架構要求電力路徑更加精簡，通過在設施層面集中整合電池存儲系統來替代分散的 UPS 單元。這種設施級的大型電池系統能管理電力波動並確保電網穩定，從而將 AC PDU 機櫃的需求減少高達 75%。

對於現有的數據中心而言，為了在全面重建之前適應這一趨勢，“側掛車”（Sidecars）模式將成為 2025 年至 2027 年間的關鍵過渡方案。這些模塊可以安裝在計算機架兩側，將輸入的交流電轉換為 800VDC，並提供集成的短時儲能以平抑 GPU 負載峯值。Schneider Electric 作為此類設備的關鍵供應商，正明確瞄準高達 1.2MW 的機架市場。

此外，隨着機架功率邁向 1.2MW，傳統的風冷系統已無力應對，液冷技術將成為絕對主流。Schneider Electric 通過其 Motivair 資產在這一領域擁有顯著敞口，Vertiv 也發佈了結合電源和冷卻基礎設施的 800VDC MGX 參考架構。

供應鏈洗牌：誰是資本支出的受益者？

這場技術範式的轉移正在重新劃分資本貨物行業的市場份額。高盛在報告中提到，Legrand 預計向更高電壓的轉變將推動每兆瓦的收入潛力從傳統數據中心的 200 萬歐元提升至潛在的 300 萬歐元。雖然目前四分之三的機架功率仍低於 10kW，但業界預期 800VDC 架構未來可能成為 80-90% 新建數據中心的主流選擇。

在電力半導體領域，向 800VDC 的轉變需要更先進的芯片，特別是碳化硅（SiC）和氮化鎵（GaN），以處理更高的電壓和頻率。包括 Analog Devices、Infineon、STMicroelectronics 和 Texas Instruments 在內的供應商都在積極佈局。

在電力保護和開關設備方面，機械式斷路器正在被固態保護裝置取代。ABB 目前的 SACE Infinitus 被認為是全球首款 IEC 認證的固態斷路器，專為直流配電設計，這使得 ABB 在 MV DC UPS 系統等領域佔據了先機。同時，Prysmian、Nexans 等線纜巨頭也在開發適應直流電和液冷需求的高端線纜解決方案。

時間表與成本：2027 年的臨界點

雖然這場變革的前景廣闊，但轉型的全面商業化仍需時日。英偉達預計向 800VDC 數據中心的過渡將與其 Kyber 機架架構的部署同步，目標時間節點為 2027 年。高盛預計，相關技術的商業化應用將在 2028 年左右開始顯現規模效應。

Schneider Electric 數據中心首席技術官 Jim Simonelli 表示，向 800VDC 的遷移是隨着計算密度增加的 “自然進化”。儘管長期來看這能降低運營成本並減少維護費用，但對於必須要支付這筆賬單的數據中心運營商而言，這意味着在未來五年內，除了應對已知的 5 萬億美元 AI 融資缺口外，還需要為這一史上最大規模的基礎設施改造追加鉅額投資。