隨著 AI 運算需求推升資料中心邁向兆瓦級規模,傳統電力系統已無法跟上腳步。當運算量提升 100 倍至 1000 倍時,超大規模雲端業者不得不正視電力傳輸效率低落的困境。德州儀器(Texas Instruments, TI) Kilby Labs 電源管理研發總監 Jeffrey Morroni 認為,現在產業正處於一次劇烈的轉捩點。
目前的資料中心機櫃大多仰賴 54V 直流電(DC)配電系統,笨重的銅匯流排將電力從機櫃電源模組輸送至運算板卡。但當單一機櫃超過 200kW 時,這種方式面臨空間限制、銅材負載過重,以及電力轉換效率不足等挑戰。
Morroni 指出,解方在於邁向嶄新的 800V 高壓直流(HVDC)架構。這項轉變不僅能支撐 AI 算力的百倍甚至千倍,供電電壓的提升,更將全面重塑電力供應模式。
與 NVIDIA 攜手:重新定義電源供應
今年 5 月,TI 宣布與 NVIDIA 展開策略合作,共同打造 800V HVDC 生態系,為重塑 AI 基礎設施揭開序幕,「這項合作是一個典範轉移,我們相信它將定義未來十年的 AI 基礎建設。」Morroni 強調,雙方的重點在於滿足單櫃超過 1MW 的需求。
TI 的技術突破聚焦於三大領域:首先是在機房外圍直接將 13.8kV 的交流電轉換成 800V 的高壓直流電,避免效率損耗和潛在故障風險;其次,單一基礎架構可支援從 100kW 到 1MW 以上的功率密度,大大提升系統彈性,突破舊有 54V 系統限制;最後,透過優秀的感測與控制技術,確保在大規模應用下仍能供應穩定可靠的電力。
TI 的氮化鎵(GaN)電源晶片是這項突破的核心,能應付兆瓦級 AI 機櫃所需要的高壓與高電流。Morroni 表示,TI 在電源管理上深耕數十年,讓其具備銜接大型電力系統與 GPU 嚴苛需求的獨特優勢。
TI 800V HVDC:端到端的電力創新
TI 在 800V HVDC 生態系中的差異化,來自 Morroni 所說的「雙重專長」──數十年的高壓電力轉換經驗,結合精準感測技術,TI 能夠提供從電網到晶片的完整解決方案,將 GaN、診斷與感測技術整合於單一封裝,實現整個電力產業鏈最佳化;並透過高壓感測、保護與隔離,確保 800V 系統的安全與穩定。TI 也支援 Sidecar 設計,把電源模組移出運算機櫃,騰出更多伺服器空間,再放到鄰近的機櫃,以利散熱和維護。
Morroni 表示,展望 2027 年及未來,TI 正加速推進產品藍圖,以因應指數級成長的運算需求。概念驗證系統最快可於 2025 年問世,目標是於 2026 年進入量產部署。而憑藉自有製程與封裝技術,以及持續擴張的全球製造據點,TI 不僅可以快速回應市場趨勢,更能持續為客戶交付具差異化且可靠的產品。