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伊顿携手英伟达、西门子打造“从电网到芯片”的 AI 工厂能源底座
发布时间:2025-09-04发布者:Wang

在新一轮信息技术革命推动下,人工智能正在从实验室走向各行各业的生产现场。无论是大模型训练、复杂推理计算,还是面向工业、金融、制造、交通等行业的 AI 应用落地,都离不开高算力集群的持续支撑。

与此同时,“算力爆炸”也带来了前所未有的用电压力:单机架功率从几千瓦迈向数十千瓦甚至上百千瓦级,数据中心整体负荷进一步飙升,传统供配电架构正逐渐逼近极限。


在这样的背景下,800V 高压直流电力架构被视为下一代 AI 数据中心与“AI 工厂”的关键技术路径之一。它能够在更高功率密度、更精简的配电路径和更高能效之间取得平衡,为建设面向未来十年的 AI 基础设施奠定坚实能源底座。



一、伊顿发布新一代 800V 直流参考架构:面向 AI 工厂的系统级方案


美国克利夫兰——智能动力管理公司伊顿近日宣布,正式推出面向 AI 数据中心的新一代 800V 高压直流参考架构。这一架构完全对标并支持英伟达(NVIDIA)发布的 800V 高压直流设计要求,基于伊顿在配电、储能和数字化管理领域的多年积累,为高密度算力基础设施提供系统级保护与优化能力。


该参考架构是伊顿“从电网到芯片(Grid-to-Chip)”战略的重要里程碑,旨在帮助数据中心和 AI 工厂在能耗快速攀升的前提下,依然兼顾:

更高的供电效率功率密度

更强的可扩展性灵活部署能力

更友好的全生命周期成本(TCO)和碳排放表现


通过这一架构,伊顿希望与产业生态伙伴一起,为即将到来的“AI 工业时代”搭建稳定、可持续的能源基础设施。



二、AI 工厂时代:算力激增倒逼电力架构重构


随着大模型规模持续扩大、推理场景日趋复杂,AI 工作负载呈现出几个显著特征:

1.单机架功率急速攀升

GPU 集群机架功率逐步迈向数十千瓦乃至兆瓦级

传统 400/480V 交流架构在配电损耗、线缆截面、设备体积等方面面临瓶颈

2.功率密度与能效成为关键约束

数据中心可用空间有限,但算力需求刚性增长

How 在同样甚至更小的空间里容纳更多算力,并降低 PUE,成为行业焦点

3.电力基础设施投资巨大且周期长

新建或扩容 AI 数据中心需要同步考虑中压配电、低压配电、UPS、母线、电池以及冷却系统

若架构设计不够前瞻,未来扩容会面临非常高的改造成本


因此,行业开始寻求一种既能承载更高功率、又具备更好能效和可扩展性的电力架构。

800V 高压直流架构正是在这样的需求下应运而生。



三、为什么是 800V 高压直流?——AI 工厂的新电力“标准件”


相比传统交流供电路线,800V 高压直流系统在 AI 数据中心中具有多重优势:

1.更高的功率密度与更低损耗

在相同功率下,电压越高、电流越小,从而减少线缆损耗和发热

可以使用截面更小的导线与母排,节省铜材和敷设空间

2.架构更精简,路径更短

直流系统可以减少多次 AC/DC、DC/AC 转换

配电路径更为直接,有利于提升整体能效与系统可靠性

3.更友好的扩展能力

适配高功率 GPU 机架、液冷机柜和高密度服务器

更易实现模块化扩容,为未来 AI 工作负载峰值预留空间

4.全生命周期成本更优

初始建设阶段可减少部分变压器、低压开关设备及线缆规模

运维阶段由于损耗更低、架构更简单,维护成本得以降低


正因如此,英伟达联合能源、芯片及数据中心领域的领先企业,共同推动 800V 高压直流在 AI 工厂中的大规模应用。伊顿此次发布的参考架构,正是对这一趋势的积极响应与技术落地。



四、伊顿 800V 直流参考架构:从电网侧到机架的全链路设计


此次发布的参考架构,将伊顿在配电、储能以及智能监控方面的优势进行了系统整合,与英伟达 AI 基础设施实现深度协同。整体方案大致可分为以下几个层级:


1. 电网接入与中低压配电层:稳健、可扩展的前端基础

支持多种电网接入模式(市电、多路供电、分布式发电、微电网等)

通过中压/低压配电设备,实现对 AI 数据中心负荷的安全接入与分配

搭配伊顿开关设备、断路器及保护方案,保障系统在高负荷工况下仍然具备优异的安全性与可靠性


这一层相当于 AI 工厂的“主干血管”,确保大规模电能能够稳定、可控地输送至直流变换与储能环节。


2. 800V 直流母线与能量变换层:高压直流的“主动脉”


在直流侧,伊顿通过专用变换设备与控制策略,将来自交流侧的电能高效转换并稳定地维持在 800V DC 水平:

高效率电能变换模块减少转换损耗

支持与储能系统协同控制,提升峰谷调节能力

为下游机架电源与 IT 负载提供稳定、可控的直流供电


这一层是整个 800V 架构的核心所在,直接关系到系统的能效表现和功率密度上限。


3. 超级电容等快速备电技术:为高负载冲击“兜底”


伊顿在参考架构中集成了**超级电容(Supercapacitor)**等快速循环备电技术,用于应对 AI 工作负载带来的瞬时功率波动与电网扰动:

超级电容具备极高的充放电功率密度和循环寿命

对毫秒级电压跌落或短时闪断进行快速“填补”

与传统电池后备系统形成互补,提高系统整体弹性


在高功率密度的 AI 场景下,这类快速备电手段可以显著降低对电网和上游设备的冲击,提升系统稳定性。


4. ORV3 母线配电与机架侧供电:紧贴英伟达开放机架生态


在机房与机架层面,伊顿参考架构支持 ORV3(Open Rack Version 3)第三代开放机架标准

通过母线(Busway/Busbar)配电技术,实现高功率密度、冗余度高且更易维护的机架供电

提供匹配 ORV3 标准的直流连接器与母线接口,简化布线与扩展

配合线缆托架与热通道隔离系统,实现电力与冷却系统的协同优化


对于部署大规模 GPU 机架的 AI 工厂而言,这一层的设计将直接决定整体建设与运维效率。


5. 热通道隔离与系统级安全设计:兼顾高功率与可维护性


参考架构中集成了支持母线与线缆托架的热通道隔离系统

将高温排气区域与冷通道进行有效物理隔离

有利于实现更高效、更精准的冷却方案(包括风冷与液冷)

在维持机柜稳定温度的前提下,降低冷却能耗,优化 PUE


同时,伊顿在保护、绝缘、接地与监控等方面也采用了系统化的安全设计,确保 800V 高压直流系统在长期运行中具备稳定、安全的特性。



五、数字化与“从电网到芯片”战略:让每一度电可视、可控、可优化


伊顿提出的“从电网到芯片(Grid-to-Chip)”战略,目标是让 AI 数据中心的能源系统不再只是“被动供电”,而是演进为一个可观测、可预测、可优化的智能能源平台


在此次 800V 直流参考架构中,这一战略主要体现在以下几个方面:

1.全链路数据采集与监测

从中压开关、直流变换、储能系统到机架母线、机柜与 IT 设备电源,关键节点均可接入监控

实现电压、电流、温度、负载率等多维数据的实时采集

2.智能分析与预测维护

通过数据分析识别异常负载、设备老化趋势与能效优化空间

支持预测性维护,减少计划外停机和人工巡检工作量

3.能效优化与策略调度

联动储能系统与分布式电源,进行峰谷平衡与需求响应

结合 AI 负载特性,在保证算力服务质量的前提下,动态优化电力资源分配


通过这一系列措施,AI 数据中心可以真正做到**“用数据管理电力,为算力服务能量”**,实现算力与能效的双重优化。



六、生态协同:与西门子能源、英伟达等伙伴共建 AI 工厂新基座


在本次发布的 800V 参考架构之外,伊顿还在多个方向持续推进其 AI 数据中心整体战略布局:

与西门子能源合作:共同探索集成现场发电能力的模块化数据中心解决方案,加速新能源接入与分布式电源应用,为高能耗 AI 工厂提供更加灵活的能源支撑。

推出边缘侧电力冲击缓解方案:针对 AI 算力集中启动、功率突增等场景,伊顿推出用于检测和主动缓解电力冲击的边缘方案,提升局部配电系统的应对能力。


在英伟达方面,高性能计算、云与 AI 基础设施高级总监 Dion Harris 指出:


通过精简的 800V 高压直流架构,AI 基础设施能够在满足不断攀升工作负载需求的同时,实现能效最优化。英伟达正在与包括伊顿在内的行业创新者合作,构建面向未来的高密度计算环境,共同迎接 AI 工业时代的到来。



七、高层声音:伊顿加速迈向 AI 工厂时代


伊顿副总裁兼数据中心首席架构师 JP Buzzell 表示:


800V 高压直流架构的推出,是数据中心乃至整个数字基础设施领域的一次关键跃迁。它不仅能够帮助客户以更高的能源利用效率支撑 AI 计算,更标志着我们“从电网到芯片”战略迈出了重要一步。通过这一参考设计,我们将与英伟达及生态伙伴更加紧密地协同,为全球 AI 工厂的建设提供可靠、可复制的能源范式。


伊顿相信,随着 AI 工厂数量与规模的快速增长,供配电系统不再仅仅是“成本中心”,而将成为企业竞争力的重要组成部分。谁能在保证算力的同时进一步压降 PUE、降低碳排放、提升电力系统弹性,谁就能在未来的算力竞赛中占得先机。



八、AI 工厂:从数据到“智能产出”的新型基础设施


文末补充说明中提到的 “AI 工厂”,并非传统意义上的制造工厂,而是一种围绕人工智能全生命周期构建的专业计算基础设施。它的核心特征包括:

管理从数据采集、清洗、标注、训练、微调到大规模推理的完整 AI 流程;

以“智能产出”为主要产品,通常以模型参数规模、推理吞吐量(Token/s)、延迟等指标衡量;

为企业和社会提供算法服务、智能决策支持、自动化流程和创新型 AI 解决方案。


在这样的基础设施中,电力系统就如同传统工厂中的“公用工程”与“动能中心”——一旦供电不稳或效率不足,整个 AI 流程都会受到影响。因此,以 800V 高压直流为代表的新一代电力架构,将成为 AI 工厂能否稳定、高效运行的关键要素。



九、结语:以 800V 直流架构,为未来十年算力需求“预埋”能源底座


面对 AI 算力需求的持续攀升,单纯依靠扩机架、加服务器已难以满足长期发展需要。电力架构的前瞻性设计,正在成为 AI 数据中心乃至全社会数字基础设施建设的“必答题”。


伊顿此次推出的新一代 800V 直流电力参考架构,在以下方面为行业提供了清晰的行动路径:

以更高电压、更少转换环节,实现能效与功率密度的双提升;

借助超级电容、母线配电、ORV3 标准等技术,实现高密度 AI 机架的安全可靠供电;

通过“从电网到芯片”的数字化能源管理,让每一度电都可视、可控、可优化;

携手英伟达、西门子能源等生态伙伴,共同推动 AI 工厂基础设施的标准化与规模化落地。


在 AI 工业时代的大幕徐徐拉开之际,伊顿将继续深耕智能动力管理领域,以创新的电力架构和完整的能源解决方案,帮助客户构建更高效、更绿色、更具韧性的 AI 工厂,为全球数字经济的发展提供坚实的“能源底座”。


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