AI服务器进入超高功率时代！台达全方位电源及散热解决方案出击

AI时代来临，影响力无远弗届，从我们日常生活，一直到外太空，都可以看到各式各样AI应用的身影。NVIDIA首席执行官黄仁勋在GTC 2025大会上指出，当前AI发展历程已从最初的感知AI（Perception AI）进展到目前主流的I（Generative AI），并且即将进入代理式AI（Agentic AI）时代，再接下来，由物理AI（Physical AI） 驱动的机器人世界将会全面到来，并全速朝通用人工智能（AGI）目标冲刺。

为了满足这些应用需求，以AI服务器为首的AI基础设施规格也在不断升级，造成需求电力陡增，全球数据中心用电量屡创新高。因此，寻求更高效的电源模块及散热解决方案，已然成为数据中心及云计算企业在推动全面ESG转型的首要考量。

AI技术之所以能不断有所突破，在于强大算力的支持，而算力提升的关键则是GPU革新。但随之而来的代价就是需求电力“水涨船高”，这一点从NVIDIA在今年GTC大会上发布的最新数据中心GPU发展路线图一窥端倪。

今年下半年即将推出的GB300（Blackwell Ultra NVL72），性能较前代Hopper提升10倍，单一芯片功耗较GB200提升15-20%，达到1,400W，单一机柜功率增至120kW。预计2026年及2027年下半年，NVIDIA将分别推出Vera Rubin NVL144及Rubin Ultra NVL576，前者性能是GB300的3.3倍，后者性能更高出14倍，相对能耗也更加惊人，在单一机柜功率激增至600kW，算力提升之余，如何兼顾节能成为重要课题。

电源及散热大厂台达也同样关注AI技术发展对于电力带来的挑战，根据市场数据显示，2023年全美4大云计算巨头的整体用电量大约达到200太瓦 (TWh，1TWh等于十亿千瓦/小时)，预估2030年将上升超过700太瓦，年复合成率约23%。台达电源及系统业务群副总经理郑谢雄指出，在算力基础设施用电量暴增之际，降低非算力能耗，像是散热、电压转换等过程更显重要，因此台达基于长久以来的研发投资、技术专利、市场耕耘与场景经验为AI服务器客户与数据中心企业提供“从电网到芯片”（From Grid to Chip）全方位解决方案。

台达电源及系统业务群副总经理郑谢雄（Source：科技新报摄）

郑谢雄表示，这套解决方案，但凡从UPS不断电系统、机架式电源（Power Shelf）、电池备援模块（BBU），机架式高功率电容模块（PCS）到板端的DC-DC转换器及功率电感（Power Choke）等电源供应及管理解决方案都包括在内。另外散热部分，台达也提供如针对先进气冷的高端3D均热板（Vapor Chamber）、针对液冷领域的冷板（Cold Plate）、分歧管（Manifold）、机柜内冷却液分配设备（In-Rack CDU）、空气辅助液体冷却方案（AALC，Air Assisted Liquid Cooling），甚至最新液对液（Liquid to Liquid）水冷散热等散热管理方案也包括其中。

通过这套解决方案，能大幅降低从电网到芯片端的不必要能耗，也是全球唯一能提供从电网侧高压电，转换到芯片端用电之完整电源方案的电源大厂，这是台达与其他竞争对手最与众不同之处。

这套解决方案并非一蹴可及，而是台达对电源及散热设计品质的要求以及长期观察及布局数据中心领域的结果。以电源来说，郑谢雄指出，台达电源产品研发，一直都朝高效率、高密度、高功率的“三高”迈进，上述提及的AI数据中心也不例外，这样的坚持，是台达能稳定供电给AI设备，同时降低供电过程中不必要的损耗的重要关键。

正因如此，台达在去年NVIDIA GTC大会上，成为唯一受邀参展的电源及散热解决方案大厂，今年更在会场展出多项与NVIDIA合作设计的AI数据中心电源及散热方案，以支持下一代GPU架构，其中最引人瞩目的，莫过于专为IT机柜合作设计的全新高压直流（HVDC）输电方案。

针对未来数据中心电力高涨趋势，台达于COMPUTEX展会期间，展出一系列高压直流电源及散热解决方案（Source：台达）

高压直流输电方案，是为了解决单一机柜功率不断提升，造成电流急剧上升、IT机柜安装空间不足的问题。郑谢雄表示，当AI服务器电力需求升高时，机柜会没有足够空间支持更大的电源；即使可以，热也将无法顺利排出。因此预期将会开始朝向电源模块与IT机柜（IT Rack）各自独立的新架构发展，衍生出电源机柜（Side Power Rack）的概念。

根据目前趋势，未来的电源机柜将传统单相电改成三相电，让IT机柜接收到800V高压直流，这是过去AI服务器上前所未见的全新改变。改采三相电有其优势，首先能确保电源高效率与高密度，其次是能做到三相平衡，最后是因为没有了零线，可缩小输入线尺寸。

电源机柜内置AC-DC机架式电源，能将电压转换为800V_DC传输至IT机柜，再通过DC-DC机架式电源将800V_DC降压至48V_DC，以符合IT机柜电压需求。通过这个方法，可空出机柜空间来安装更多GPU等算力设备，进而更提升IT机柜单机柜的算力及功率。

另外一项稳定AI数据中心运行的关键，则是GPU对电网的负载。AI服务器在进行训练或推理时，有可能因为负载上下振荡过大/过快，对电网造成冲击进而导致供电环境出现不稳定甚至跳电的惨剧。对此，台达推出了机架式高功率电容模块，通过内置的超级电容，能进行快速充放电，进而将负载变动对电网的影响性降低到最低程度。此外，若遇到电网突然断电的情况，电容模块还能提供15秒/20kW的电力输出，避免数据流失。

台达推出了多款服务器电源供应器、DCDC转换器，针对AI数据中心内部零部件进行供电及电压转换（Source：台达）

在电力经过层层转换后，在供电给芯片的“最后一里路”上，台达则是通过垂直供电（也称“背后供电”）技术降低能源损耗。传统芯片供电是通过同一主板上的电压调节模块（Voltage Regulator Module，VRM）来供电，电流会采水平方式传输，从VRM到芯片的路径很难再缩小。通过最新垂直供电，便能将电源传输路径进一步缩短，台达为此设计专门安装在芯片背后的DC-DC电源模块，有效避免不必要的传输损耗，提升整体效率。

在散热管理方面，台达也推出了许多新产品与新设计。其中，全新发布的1.5MW液对液冷却液分配设备（L2L CDU），已取得NVIDIA推荐与合格供应商资格，展现同时处理多台高功率密度机柜散热的能耐。

随着AI技术的快速发展，AI服务器与数据中心进入高功率/高瓦数时代，也让台达长久耕耘的电源及散热技术，能解决AI服务器与数据中心所带来的供电挑战。郑谢雄表示，如今台达不只是将全方位解决方案提供给各种AI场景使用，同时也回过头来，将AI当成协助产品设计或工厂智能制造的重要工具，并且将AI功能内置至台达研发的产品之中，让各种边缘产品变得更有智能。

对高功率电源与高效率散热有强烈需求的客户而言，台达能提供一应俱全的整体性解决方案，完美解决不同品牌产品间的兼容性问题，更能省去不同产品在组合及协作上的冗长验证程序，进而降低成本、加速产品部署与上线，助力云计算及各企业伙伴在发展AI技术同时，减少不必要能源损耗，打造绿色AI生态圈。

（首图来源：台达；首图图说：随着AI时代来临，数据中心用电量水涨船高，如何稳定供电及高效散热成为一大挑战）