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英伟达公布合作名单,14家SiC/GaN厂商入选

10/15 11:14
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10月13日,英伟达在官网发表了一篇名为《构建800伏直流电生态系统,打造高效可扩展的AI工厂》的文章,并同步更新了其800V系统的供应商名单,其中英诺赛科成为了唯一一家进入合作名单的中国本土功率半导体企业:

芯片厂商:英飞凌、英诺赛科、万国半导体、亚德诺半导体、宜普电源、芯源系统、纳微半导体、安森美、PI、瑞萨电子、立锜科技、罗姆半导体、意法半导体德州仪器

电源厂商:贸联集团、台达电子、伟创力、Lead Wealth、光宝科技、麦格米特。

数据中心电力系统:ABB、伊顿、通用电气、Heron Power、日立能源、三菱电机、施耐德电气、西门子、维谛技术。

值得关注的是,该文章由英伟达HPC和AI边缘计算应用资深技术市场经理Harry Petty等人共同撰写,并进一步阐述了数据中心部署800 伏直流 (VDC) 配电系统的背景及优势所在:

AI数据中心算力提升,迎来高功耗、高波动性挑战

英伟达提出,要构建更强大的AI系统,就必须在更小的物理空间内集成更多GPU。这种架构上的必然性,直接导致系统性能与功率密度紧密关联。

如今,单个机柜的功耗从几十kW一路飙升至远超100kW,MW级机柜也已出现。若采用传统的低电压供电,则无论在物理层面还是经济层面都不可行,所需的巨大电流将导致过高的电阻损耗,并需要数量繁多的铜缆。

除了极高的功率密度,AI工作负载的提升还带来了第二个挑战:波动性。在训练大语言模型时,数千个GPU将同时执行高强度计算周期与数据交换周期交替进行的工作流程,这形成了整个设施范围内特有的、剧烈的且快速的负载波动功率特征。NVIDIA微软OpenAI关于AI训练数据中心功率稳定的联合研究表明,一个机柜的功耗可能在毫秒间从约30%的"空闲"状态瞬间飙升至100%满载,然后又迅速回落。这迫使工程师要选择尺寸更大的组件来处理峰值电流,从而增加了成本和占地面积。
所以当整个数据中心大厅的机柜聚合在一起时,意味着数百MW功率可在数秒内急剧波动,不仅对公共电网的稳定性构成了重大威胁,也使得电网互联成为AI规模扩张的一个主要瓶颈。

采用800 VDC+多尺度储能,破解AI数据中心的主要挑战

英伟达认为,要应对这一多重危机,需要一套综合性的解决方案。他们将通过向800伏直流电配电系统转型并深度融合储能技术,来应对上述两大挑战:

    采用800 VDC配电架构

英伟达表示,应对高功率配电挑战最有效的方法是提升电压。从传统的415V或480V三相交流电系统过渡到800V直流电架构,可带来显著优势,包括:

一是端到端原生800V直流电输送:在设施层面产生800V直流电,并直接输送至800V直流电计算机柜,消除了冗余的转换环节,从而提升整体能效,确保了未来单机柜功率超越1MW的可扩展性。

二是减少铜用量与成本:采用800V直流电后,相同线径的电缆可传输的功率比415V交流电系统高出157%。此外,直流电采用更简单的三线制,而非交流电的四线制,所需的导线和连接器更少、更小,这减少了铜的使用,降低了材料和安装成本。

三是提升能效:传统系统的端到端效率可能低于90%,但高压直流架构消除了传统系统中存在的多次低效交流转直流步骤,这种简化的电力路径提高了能效,减少了废热产生。

四是架构更简化、更可靠:直流配电系统本身更简单,所需的变压器、相位平衡设备等组件更少。复杂性的降低意味着潜在故障点减少,从而提高了整体系统可靠性。

采用多时间尺度储能

虽然800V直流电解决了规模化下的能效问题,但并未解决工作负载的波动性挑战。为此,英伟达认为必须将储能视为电力架构中至关重要的组成部分,其目标是构建一个“缓冲层”——维持GPU剧烈波动的用电需求与电网稳定性之间的平衡。由于功率波动发生在从毫秒到分钟级的广泛时间尺度上,因此需要采用短时储能与长时储能相结合的策略,前者能快速响应,以吸收高频功率尖峰,后者则负责管理较慢速、更大规模的功率变化。值得注意的是,800V直流电架构是实现此策略的关键推动因素。当前数据中心的储能系统是与交流配电系统串联的,通过转向800V直流电,可以更轻松地将储能系统部署在最合适的位置。

英伟达:合作打造800 VDC配电系统

英伟达表示,下一代AI工厂将从当前的交流配电过渡到800 VDC配电模式。如今的架构涉及多个功率转换阶段,而英伟达的未来愿景是在设施层面集中完成所有交流转直流转换,建立原生直流数据中心。该方案通过大容量功率转换系统将中压交流电直接转换为800 VDC,随后将800 VDC分配至数据中心大厅的计算机柜。

新架构通过省去交流开关设备、变压器和配电单元等层级,简化了供电链路。它最大限度地利用了用于创收计算的空白空间,简化了整个系统,并为直接集成设施级储能提供了高压直流主干网。英伟达预计向完全成熟的800 VDC架构的转型将分阶段进行,以便行业适应和组件生态系统成熟。

与此同时,英伟达也表示,这种转变不可能凭空实现,它需要全行业的协作。因此,英伟达正在与数据中心电气生态系统中的关键行业伙伴进行合作,包括英诺赛科、英飞凌、安森美等,以尽早推动技术成熟化落地。

本文发自【行家说三代半】,专注第三代半导体碳化硅氮化镓)行业观察。

英伟达

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NVIDIA(中国大陆译名:英伟达,港台译名:辉达),成立于1993年,是一家美国跨国科技公司,总部位于加利福尼亚州圣克拉拉市,由黄仁勋、克里斯·马拉科夫斯基(Chris Malachowsky)和柯蒂斯·普里姆(Curtis Priem)共同创立。公司早期专注于图形芯片设计业务,随着公司技术与业务发展,已成长为一家提供全栈计算的人工智能公司,致力于开发CPU、DPU、GPU和AI软件,为建筑工程、金融服务、科学研究、制造业、汽车等领域的计算解决方案提供支持。美国GPU及AI计算巨头,传感器技术应用于自动驾驶及机器人领域。

NVIDIA(中国大陆译名:英伟达,港台译名:辉达),成立于1993年,是一家美国跨国科技公司,总部位于加利福尼亚州圣克拉拉市,由黄仁勋、克里斯·马拉科夫斯基(Chris Malachowsky)和柯蒂斯·普里姆(Curtis Priem)共同创立。公司早期专注于图形芯片设计业务,随着公司技术与业务发展,已成长为一家提供全栈计算的人工智能公司,致力于开发CPU、DPU、GPU和AI软件,为建筑工程、金融服务、科学研究、制造业、汽车等领域的计算解决方案提供支持。美国GPU及AI计算巨头,传感器技术应用于自动驾驶及机器人领域。收起

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