關于計算能效的五大關鍵事實 —— 對話偉創力關鍵電源與嵌入式電源事業部總裁Chris Butler

人工智能的崛起,為支撐當今數據中心運行的供電與冷卻系統帶來了前所未有的壓力。過去單機架功耗僅 30 千瓦的設備,如今已突破 100 千瓦,甚至 1 兆瓦級別的機架配置也即將出現。滿足這些需求絕非簡單提升容量那般簡單 —— 而是要重新設計整個供電鏈路,以實現最高能效與可持續性。
作為全球制造與關鍵電源解決方案領域的領軍者,偉創力正直面這一挑戰。從高壓直流架構、能效達 97.5% 的電源架,到集成式液冷系統及 “從電網到芯片” 的垂直一體化解決方案,偉創力正重塑人工智能時代數據中心的運營模式。
在本次 “計算能效五大關鍵事實” 訪談中,我與偉創力關鍵電源與嵌入式電源事業部總裁Chris Butler展開對話,探討供電、冷卻及制造規模化領域的創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年重新定義可持續的人工智能基礎設施。
問:Chris,我們注意到,在人工智能工作負載的推動下,數據中心電源需求正發生顯著變化 —— 機架功耗從 30 千瓦攀升至 100 千瓦以上,甚至有望達到 1 兆瓦級別。偉創力近期發布了一款電源架系統,在 NVIDIA GB300 NVL72 系統的半負載狀態下能達到 97.5% 的效率。偉創力是如何從根本上重新構思電源架構,以不僅能滿足這些需求,還能以最高效率做到這一點的?在直流電壓水平和功率轉換方面,有哪些最有影響力的具體創新?
Chris:隨著人工智能工作負載推高數據中心機架密度,數據中心運營商正從根本上重新設計電源架構,以最高能效、可擴展性與可持續性滿足能源消耗需求。整個行業正逐步向高壓直流架構轉型,尤其是 ±400 伏直流與 800 伏直流方案,這一轉變有望降低傳導損耗、支持更長距離的電纜傳輸,并減少將電網電力降壓所需的轉換環節,從而提升系統能效、降低熱管理負荷。
在新的標準與產品推出前,偉創力會提前與超大規模數據中心運營商展開合作,確保其電源架構具備創新適配能力 —— 我們近期發布的、針對英偉達 GB300 NVL72 平臺優化的電源架系統便是一個案例。該系統在半負載狀態下能效達 97.5%,其核心優勢在于采用原生 800 伏直流輸入,可以簡化電源轉換流程、減少中間交流轉換環節。這一設計不僅提升了能源效率,還簡化了基礎設施設計,能在現有數據中心空間內實現更高密度的部署與更快的擴容。
問:自 2024 財年以來,偉創力的制造產能已快速擴張逾 800 萬平方英尺,在得克薩斯州達拉斯、南卡羅來納州哥倫比亞新建了專注于關鍵電源產品制造與組裝的工廠,同時在波蘭新建了工廠,這將歐洲地區的關鍵電源產品制造產能提升一倍。您曾表示,“各行業對人工智能的快速采用,正推動數據中心運營商對可靠、高效且可擴展的電源基礎設施解決方案的需求增長”。除滿足需求外,偉創力的制造產能擴張還能從哪些方面實現能效提升?在上市時間與部署方面,偉創力取得了哪些效率提升,同時這些成果又如何直接轉化為客戶的運營效率?
Chris:“貼近客戶” 至關重要。偉創力在全球 30 個國家設有先進制造工廠,既能支持客戶的區域化戰略,又能憑借本地化專業能力與全球化規模為客戶構建競爭優勢。客戶可借助我們的能力與專業,縮短制造與部署之間的距離,加快計算速度,這是數據中心運營商與投資者的關鍵投資回報率指標,同時減少碳足跡,并提升設施內部及設施間的擴容能力。此外,這一布局還能加快從設計、工程支持到部署、安裝、翻新及回收的服務交付速度。
根據參與情況的不同,運營效率的提升可能體現在更快的原型開發、更少的停機時間、靈活的部署方案,或是售后價值挖掘等其他多個好處。全球多地的制造工廠網絡還增強了供應鏈韌性,幫助客戶更好地應對地緣政治不確定性、需求波動、勞動力短缺及突發干擾。偉創力的制造產能不僅能滿足市場對嵌入式與關鍵電源解決方案的巨大需求,更不用說冷卻系統及像機架、機柜這些核心基礎設施,還能為全球數據中心客戶帶來切實的運營效率提升。
問:在收購 JetCool Technologies 后,偉創力現已推出支持單機架最高 120 千瓦功耗的液冷機架,且具備向 300 千瓦升級的清晰路徑,該方案采用了 JetCool 的微對流冷卻技術。那集成式液冷技術是如何提升數據中心的熱管理水平與整體能效的?
Chris:當前數據中心的冷卻需求已超出傳統風冷系統的能力范圍,對于高功率人工智能與高性能計算工作負載密集的高密計算環境而言,液冷已成為應對大量散熱的首選方案。借助我們的直接芯片冷卻技術,數據中心客戶可實現水資源零消耗,冷卻系統功耗降低 50% 以上,同時總功耗降低 18%,若該技術得到廣泛應用,每年可減少 3500 萬噸二氧化碳排放。
盡管人工智能備受關注,但需注意的是,其功耗目前僅占全球數據中心總功耗的 14%,這意味著數據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載。為此,偉創力也在積極開發全新的冷卻解決方案,無需改造數據中心現有基礎設施,即可直接提升性能與能效。例如,獨立式 JetCool SmartPlate?系統,它專為簡化液冷技術應用而設計,無需依賴設施供水,這在風冷環境中并非優先考慮的事項, 同時平均可節省 15% 的 IT 總功耗,幫助客戶在電力受限環境中實現計算能力最大化。
問:偉創力的定位獨具特色,可提供 “從電網到芯片” 的全鏈路解決方案 —— 從關鍵電源基礎設施到嵌入式電源模塊。偉創力近期的分析顯示,新配置每年可為單機架提升約 20% 的系統能效。從完整的供電鏈路來看,當前能效提升的最大突破口在何處?偉創力的垂直一體化模式如何實現單點解決方案無法達成的優化效果?
Chris:隨著 1 兆瓦以上級機架的逐步落地,電源與熱管理需求不斷升級,數據中心運營商正重新審視其架構設計。如今,電源、冷卻與服務器通常在同一機架內完全集成,這一創新為行業發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,同時帶來諸多其他益處。例如,可將電源與冷卻系統拆分至獨立的 “側掛式” 機架,以增加 IT 機架的計算容量,但要實現最大價值,仍需 “從電網到芯片” 的全系統集成與無縫協同。
以一個具體案例為例:采用容量更強的 4000 安培匯流排為重新配置的數據大廳供電,并搭配行尾冷卻分配單元(CDU),既能容納高密 IT 機架,又能將電源架構升級至 400 伏水平。在 IT 機架旁部署獨立的電源柜與冷卻分配單元,不僅能增加 IT 機架內用于計算的空間,還能大幅拓展數據大廳的可用面積。此外,這種新配置可使系統能效提升約 20%—— 換算為單機架的年度能耗節省相當可觀;對于擁有數千個機架的大型數據中心而言,潛在節省規模更是不言而喻。如今,數據中心運營商正在尋找能夠設計、制造完整解決方案,并能在全球范圍內規模化部署的合作伙伴。
問:展望未來 3 至 5 年,人工智能工作負載將持續推高電源與冷卻需求,同時可持續發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%,同時能源效率將實現大幅躍升。在您看來,未來哪些能效突破將成為可持續人工智能基礎設施發展的 “游戲規則改變者”?偉創力在這場變革中如何定位自身,以引領行業轉型?
Chris:傳統上,將輸入的交流電源轉換為芯片可用的直流電壓,需要經過多個轉換環節,每個環節都會影響能源效率。但當前數據中心正出現更高電壓的直流方案,包括可直接連接到可再生能源系統的800伏直流電,以及電池儲能系統(BESS)和微電網應用集成所需的±400伏直流電。
將電源轉換整合為單個固態變壓器,不僅能提升能效,還能大幅減少配電房占地面積 —— 據估算,到 2030 年,配電房面積可減少 90%。這為盈利創造了新路徑:若較小空間即可滿足容量需求,可節省建設成本或是利用現有空間增加機架數量,則能提升計算容量。我們將這一趨勢稱為 “電源與 IT 的融合”,這無疑是行業發展的重要進步。
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Allyson Klein
Allyson Klein是 TechArena 的創始人兼負責人
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