大科技公司亲自上门的电力行业
大规模供电进入“拼速度”竞争
英伟达提出“800伏直流”标准
直流架构设施投资与开发提速
全球大型信息技术企业频繁造访韩国电力设备企业。由于建设人工智能(AI)数据中心的速度完全压倒了既有电网扩充的速度,电力保障已经攥住了业务生死的命门。如今,这些大科技公司不择手段,亲自拿着电网设计图上门拜访韩国企业,恳请对方帮助锁定电力供给规模。
实际上,亚马逊云服务(AWS)自去年底起与韩国电力业界多次会面,最终近日与LS Electric签署了规模约1700亿韩元的电力基础设施供应合同。随着美国境内数据中心投资规模扩大到每年约400万亿韩元,全球大科技公司之间的电力争夺战日益激化,AWS此举也被解读为抢先布局电力效率的战略。围绕降低电力损耗、提高功率密度的设计竞争正全面展开。
这一趋势正在进一步加速。尤其是英伟达为突破现有交流方式的局限,开始提出更为激进的设计变革要求。根据业界22日消息,英伟达近期已要求韩国主要电力设备企业,将数据中心用基础设施按800伏等级的直流(DC)系统进行设计。这是为了应对AI服务器爆炸式的用电需求,将电力转换损耗降到最低。目前英伟达正与韩国企业在私下就具体的数据中心合作进行磋商。
Jensen Huang 英伟达首席执行官(CEO)今年3月17日(当地时间)在美国加利福尼亚州圣何塞的希尔顿西格尼亚酒店举行记者座谈会。路透社 联合新闻 供图
View original image目前包括数据中心在内的大部分电力设施,都是以交流为基础构建的。工业用电压方面,亚洲地区采用380~400伏,美国则采用从208伏到600伏不等的多种体系。
从电力流向来看,结构更加复杂。外部输入的交流电先通过变压器降压,再在不间断电源装置中转换为直流并储存在电池中。之后又被转换回交流送往服务器,服务器内部的电源供应装置再一次将其转换为直流。
问题在于,如此反复在交流与直流之间转换,每一阶段都会损失约2~3%的电力。从整个系统来看,这种不可忽视的低效率会不断累积。为减少这类损耗,英伟达提出从电力供给阶段起就按直流进行设计的方案,试图从根本上改变既有结构。
关键在于与现有基础设施的兼容性。如果以800伏直流为基准重构系统,与承担长距离输电任务的高压交流输电网之间的连接效率势必下降。变电与配电设施以及数据中心内部电力结构都需要整体重新设计。目前配电网中也并存着7.6千伏、13.2千伏、38千伏等多种电压体系,要将其统一到一个标准存在现实限制。正因如此,电力业界一直在维持以交流为中心的结构的同时,选择承受相应的低效率。
不过,以英伟达的这一要求为契机,趋势正在迅速转向。主导AI半导体市场的英伟达提出了新标准后,电力业界也开始随之行动。长期停留在讨论层面的直流化议题,正进入落实到实际投资和技术开发的阶段。电力业界一位相关人士表示:“此前虽然也有直流化的讨论,但推进速度较慢”,“随着英伟达指明方向,设备投资与技术开发开始同步推进”。
走在行业标准前面的“英伟达标准”
电力业界认为,这一趋势并非单纯的技术变更,而是预示着整个电力基础设施即将重构。随着AI需求增长,数据中心之间的电力效率竞争日趋白热化,基于直流的高电压系统有望成为新的标准。根据国际能源署预测,全球数据中心的用电量将从2024年的415太瓦时增加到2030年的950太瓦时、2035年的1300太瓦时。用电量快速攀升,也使“引入能够降低损耗的直流系统”这一分析更具说服力。
但也有现实层面的观点指出,要让直流生态真正落地,必须有电力设备行业积极的技术开发和投资作支撑。LS Electric基础技术研究团团长Bae Chaeyun表示:“在电力行业看来,数据中心市场是潜力无穷的领域,但由于需要重构基础设施,目前各家企业仍面临较高的进入门槛”,“从全球层面看,绝非一家企业做得好就能解决问题,需要有更多企业参与进来,做大整体市场规模”。
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