人工智能的崛起，為支撐當(dāng)今數(shù)據(jù)中心運(yùn)行的供電與冷卻系統(tǒng)帶來了前所未有的壓力。過去單機(jī)架功耗僅 30 千瓦的設(shè)備，如今已突破 100 千瓦，甚至 1 兆瓦級(jí)別的機(jī)架配置也即將出現(xiàn)。滿足這些需求絕非簡(jiǎn)單提升容量那般簡(jiǎn)單 —— 而是要重新設(shè)計(jì)整個(gè)供電鏈路，以實(shí)現(xiàn)最高能效與可持續(xù)性。

作為全球制造與關(guān)鍵電源解決方案領(lǐng)域的領(lǐng)軍者，偉創(chuàng)力正直面這一挑戰(zhàn)。從高壓直流架構(gòu)、能效達(dá) 97.5% 的電源架，到集成式液冷系統(tǒng)及 “從電網(wǎng)到芯片” 的垂直一體化解決方案，偉創(chuàng)力正重塑人工智能時(shí)代數(shù)據(jù)中心的運(yùn)營(yíng)模式。

在本次 “計(jì)算能效五大關(guān)鍵事實(shí)” 訪談中，我與偉創(chuàng)力關(guān)鍵電源與嵌入式電源事業(yè)部總裁Chris Butler展開對(duì)話，探討供電、冷卻及制造規(guī)?；I(lǐng)域的創(chuàng)新如何將效率提升到新的水平，以及這些突破將如何在未來數(shù)年重新定義可持續(xù)的人工智能基礎(chǔ)設(shè)施。

問：Chris，我們注意到，在人工智能工作負(fù)載的推動(dòng)下，數(shù)據(jù)中心電源需求正發(fā)生顯著變化 —— 機(jī)架功耗從 30 千瓦攀升至 100 千瓦以上，甚至有望達(dá)到 1 兆瓦級(jí)別。偉創(chuàng)力近期發(fā)布了一款電源架系統(tǒng)，在 NVIDIA GB300 NVL72 系統(tǒng)的半負(fù)載狀態(tài)下能達(dá)到 97.5% 的效率。偉創(chuàng)力是如何從根本上重新構(gòu)思電源架構(gòu)，以不僅能滿足這些需求，還能以最高效率做到這一點(diǎn)的？在直流電壓水平和功率轉(zhuǎn)換方面，有哪些最有影響力的具體創(chuàng)新？

Chris：隨著人工智能工作負(fù)載推高數(shù)據(jù)中心機(jī)架密度，數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)商正從根本上重新設(shè)計(jì)電源架構(gòu)，以最高能效、可擴(kuò)展性與可持續(xù)性滿足能源消耗需求。整個(gè)行業(yè)正逐步向高壓直流架構(gòu)轉(zhuǎn)型，尤其是 ±400 伏直流與 800 伏直流方案，這一轉(zhuǎn)變有望降低傳導(dǎo)損耗、支持更長(zhǎng)距離的電纜傳輸，并減少將電網(wǎng)電力降壓所需的轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，從而提升系統(tǒng)能效、降低熱管理負(fù)荷。

在新的標(biāo)準(zhǔn)與產(chǎn)品推出前，偉創(chuàng)力會(huì)提前與超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)商展開合作，確保其電源架構(gòu)具備創(chuàng)新適配能力 —— 我們近期發(fā)布的、針對(duì)英偉達(dá) GB300 NVL72 平臺(tái)優(yōu)化的電源架系統(tǒng)便是一個(gè)案例。該系統(tǒng)在半負(fù)載狀態(tài)下能效達(dá) 97.5%，其核心優(yōu)勢(shì)在于采用原生 800 伏直流輸入，可以簡(jiǎn)化電源轉(zhuǎn)換流程、減少中間交流轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)。這一設(shè)計(jì)不僅提升了能源效率，還簡(jiǎn)化了基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計(jì)，能在現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)更高密度的部署與更快的擴(kuò)容。

問：自 2024 財(cái)年以來，偉創(chuàng)力的制造產(chǎn)能已快速擴(kuò)張逾 800 萬(wàn)平方英尺，在得克薩斯州達(dá)拉斯、南卡羅來納州哥倫比亞新建了專注于關(guān)鍵電源產(chǎn)品制造與組裝的工廠，同時(shí)在波蘭新建了工廠，這將歐洲地區(qū)的關(guān)鍵電源產(chǎn)品制造產(chǎn)能提升一倍。您曾表示，“各行業(yè)對(duì)人工智能的快速采用，正推動(dòng)數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)商對(duì)可靠、高效且可擴(kuò)展的電源基礎(chǔ)設(shè)施解決方案的需求增長(zhǎng)”。除滿足需求外，偉創(chuàng)力的制造產(chǎn)能擴(kuò)張還能從哪些方面實(shí)現(xiàn)能效提升？在上市時(shí)間與部署方面，偉創(chuàng)力取得了哪些效率提升，同時(shí)這些成果又如何直接轉(zhuǎn)化為客戶的運(yùn)營(yíng)效率？

Chris：“貼近客戶” 至關(guān)重要。偉創(chuàng)力在全球 30 個(gè)國(guó)家設(shè)有先進(jìn)制造工廠，既能支持客戶的區(qū)域化戰(zhàn)略，又能憑借本地化專業(yè)能力與全球化規(guī)模為客戶構(gòu)建競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。客戶可借助我們的能力與專業(yè)，縮短制造與部署之間的距離，加快計(jì)算速度，這是數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)商與投資者的關(guān)鍵投資回報(bào)率指標(biāo)，同時(shí)減少碳足跡，并提升設(shè)施內(nèi)部及設(shè)施間的擴(kuò)容能力。此外，這一布局還能加快從設(shè)計(jì)、工程支持到部署、安裝、翻新及回收的服務(wù)交付速度。

根據(jù)參與情況的不同，運(yùn)營(yíng)效率的提升可能體現(xiàn)在更快的原型開發(fā)、更少的停機(jī)時(shí)間、靈活的部署方案，或是售后價(jià)值挖掘等其他多個(gè)好處。全球多地的制造工廠網(wǎng)絡(luò)還增強(qiáng)了供應(yīng)鏈韌性，幫助客戶更好地應(yīng)對(duì)地緣政治不確定性、需求波動(dòng)、勞動(dòng)力短缺及突發(fā)干擾。偉創(chuàng)力的制造產(chǎn)能不僅能滿足市場(chǎng)對(duì)嵌入式與關(guān)鍵電源解決方案的巨大需求，更不用說冷卻系統(tǒng)及像機(jī)架、機(jī)柜這些核心基礎(chǔ)設(shè)施，還能為全球數(shù)據(jù)中心客戶帶來切實(shí)的運(yùn)營(yíng)效率提升。

問：在收購(gòu) JetCool Technologies 后，偉創(chuàng)力現(xiàn)已推出支持單機(jī)架最高 120 千瓦功耗的液冷機(jī)架，且具備向 300 千瓦升級(jí)的清晰路徑，該方案采用了 JetCool 的微對(duì)流冷卻技術(shù)。那集成式液冷技術(shù)是如何提升數(shù)據(jù)中心的熱管理水平與整體能效的？

Chris：當(dāng)前數(shù)據(jù)中心的冷卻需求已超出傳統(tǒng)風(fēng)冷系統(tǒng)的能力范圍，對(duì)于高功率人工智能與高性能計(jì)算工作負(fù)載密集的高密計(jì)算環(huán)境而言，液冷已成為應(yīng)對(duì)大量散熱的首選方案。借助我們的直接芯片冷卻技術(shù)，數(shù)據(jù)中心客戶可實(shí)現(xiàn)水資源零消耗，冷卻系統(tǒng)功耗降低 50% 以上，同時(shí)總功耗降低 18%，若該技術(shù)得到廣泛應(yīng)用，每年可減少 3500 萬(wàn)噸二氧化碳排放。

盡管人工智能備受關(guān)注，但需注意的是，其功耗目前僅占全球數(shù)據(jù)中心總功耗的 14%，這意味著數(shù)據(jù)中心的絕大部分空間仍用于支持基于中央處理器的工作負(fù)載。為此，偉創(chuàng)力也在積極開發(fā)全新的冷卻解決方案，無需改造數(shù)據(jù)中心現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施，即可直接提升性能與能效。例如，獨(dú)立式 JetCool SmartPlate?系統(tǒng)，它專為簡(jiǎn)化液冷技術(shù)應(yīng)用而設(shè)計(jì)，無需依賴設(shè)施供水，這在風(fēng)冷環(huán)境中并非優(yōu)先考慮的事項(xiàng)， 同時(shí)平均可節(jié)省 15% 的 IT 總功耗，幫助客戶在電力受限環(huán)境中實(shí)現(xiàn)計(jì)算能力最大化。

問：偉創(chuàng)力的定位獨(dú)具特色，可提供 “從電網(wǎng)到芯片” 的全鏈路解決方案 —— 從關(guān)鍵電源基礎(chǔ)設(shè)施到嵌入式電源模塊。偉創(chuàng)力近期的分析顯示，新配置每年可為單機(jī)架提升約 20% 的系統(tǒng)能效。從完整的供電鏈路來看，當(dāng)前能效提升的最大突破口在何處？偉創(chuàng)力的垂直一體化模式如何實(shí)現(xiàn)單點(diǎn)解決方案無法達(dá)成的優(yōu)化效果？

Chris：隨著 1 兆瓦以上級(jí)機(jī)架的逐步落地，電源與熱管理需求不斷升級(jí)，數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)商正重新審視其架構(gòu)設(shè)計(jì)。如今，電源、冷卻與服務(wù)器通常在同一機(jī)架內(nèi)完全集成，這一創(chuàng)新為行業(yè)發(fā)展提供了有力的支撐。但在某些情況下，不這樣做或許看似矛盾，卻能緩解空間限制，同時(shí)帶來諸多其他益處。例如，可將電源與冷卻系統(tǒng)拆分至獨(dú)立的 “側(cè)掛式” 機(jī)架，以增加 IT 機(jī)架的計(jì)算容量，但要實(shí)現(xiàn)最大價(jià)值，仍需 “從電網(wǎng)到芯片” 的全系統(tǒng)集成與無縫協(xié)同。

以一個(gè)具體案例為例：采用容量更強(qiáng)的 4000 安培匯流排為重新配置的數(shù)據(jù)大廳供電，并搭配行尾冷卻分配單元（CDU），既能容納高密 IT 機(jī)架，又能將電源架構(gòu)升級(jí)至 400 伏水平。在 IT 機(jī)架旁部署獨(dú)立的電源柜與冷卻分配單元，不僅能增加 IT 機(jī)架內(nèi)用于計(jì)算的空間，還能大幅拓展數(shù)據(jù)大廳的可用面積。此外，這種新配置可使系統(tǒng)能效提升約 20%—— 換算為單機(jī)架的年度能耗節(jié)省相當(dāng)可觀；對(duì)于擁有數(shù)千個(gè)機(jī)架的大型數(shù)據(jù)中心而言，潛在節(jié)省規(guī)模更是不言而喻。如今，數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)商正在尋找能夠設(shè)計(jì)、制造完整解決方案，并能在全球范圍內(nèi)規(guī)模化部署的合作伙伴。

問：展望未來 3 至 5 年，人工智能工作負(fù)載將持續(xù)推高電源與冷卻需求，同時(shí)可持續(xù)發(fā)展壓力也將不斷加大。您曾提到，到 2030 年，配電房占地面積有望減少 90%，同時(shí)能源效率將實(shí)現(xiàn)大幅躍升。在您看來，未來哪些能效突破將成為可持續(xù)人工智能基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展的 “游戲規(guī)則改變者”？偉創(chuàng)力在這場(chǎng)變革中如何定位自身，以引領(lǐng)行業(yè)轉(zhuǎn)型？

Chris：傳統(tǒng)上，將輸入的交流電源轉(zhuǎn)換為芯片可用的直流電壓，需要經(jīng)過多個(gè)轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，每個(gè)環(huán)節(jié)都會(huì)影響能源效率。但當(dāng)前數(shù)據(jù)中心正出現(xiàn)更高電壓的直流方案，包括可直接連接到可再生能源系統(tǒng)的800伏直流電，以及電池儲(chǔ)能系統(tǒng)（BESS）和微電網(wǎng)應(yīng)用集成所需的±400伏直流電。

將電源轉(zhuǎn)換整合為單個(gè)固態(tài)變壓器，不僅能提升能效，還能大幅減少配電房占地面積 —— 據(jù)估算，到 2030 年，配電房面積可減少 90%。這為盈利創(chuàng)造了新路徑：若較小空間即可滿足容量需求，可節(jié)省建設(shè)成本或是利用現(xiàn)有空間增加機(jī)架數(shù)量，則能提升計(jì)算容量。我們將這一趨勢(shì)稱為 “電源與 IT 的融合”，這無疑是行業(yè)發(fā)展的重要進(jìn)步。

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Allyson Klein

Allyson Klein是 TechArena 的創(chuàng)始人兼負(fù)責(zé)人