AI服务器主板供电架构的转变

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根据相关分析，服务器主板将采用高压直流（HVDC）供电。随着现代GPU功耗不断攀升，且每个机架需要集中更多的GPU，机架功率水平将很快扩大到1兆瓦及以上。这些功率等级使得向HVDC架构转变成为必要，这将取代成熟的48V生态系统,这里似乎具有和车载电源相似的发展趋势。

从48V总线架构到800V或±400V架构的过渡将在每个机架200千瓦至250千瓦的功率范围内发生。对于48V总线架构而言，这意味着母线接线中的电流将达到4100A至5200A之间,如此大的电流将加大线路损耗及连接损耗。

根据上述分析，预计将在整个数据中心实现电力的集中发电和配电，这将减少转换步骤，并创建一个可扩展的新型HVDC架构。

上图展示了基于800V DC母线的集中发电和高压HVDC场景。右侧区域代表服务器主板供电形式，其中由800V母线通过HVDC的IBC产生48V或者12V低压母线电压，进而由48V母线通过低压IBC产生12V或者6V的调整电压，进而通过低压输出的VRM供给服务器主板上的核心芯片。

这里聚焦数据中心电力架构的技术演进，核心逻辑如下：

• 背景驱动：现代GPU（如用于人工智能、高性能计算的GPU）功耗剧增，且数据中心为提升算力密度，每机架需部署更多GPU，导致单机架功率需求突破兆瓦级，传统48V供电架构因电流过大（需4000+安培），在传输损耗、硬件成本、安全性上均不可持续。

• 技术过渡：为解决上述问题，行业将从48V总线架构向800V或±400V高压直流（HV DC）架构过渡，过渡阶段的单机架功率区间为200-250千瓦。高压直流HVDC的优势在于通过“高电压、低电流”降低传输损耗，简化供电链路。

• 长期趋势：到本十年末（2030年前后），数据中心将实现电力集中发电+高压直流全域配电，进一步减少电能转换环节（如AC-DC、DC-DC转换），打造更高效、可扩展的供电架构，最终支撑服务器主板的高压直流供电需求。

简言之，这是数据中心为适配AI算力爆发带来的高功耗需求，在电力架构上的革新方向，核心是通过“高压直流”技术突破传统供电的瓶颈。

注：以上素材来源于英飞凌技术文档。

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