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從 AC 到 DC：AI 資料中心正在經歷的下一場能源革命
在過去一百多年裡，整個世界的電力系統基本都建立在交流電（AC）之上。不管是家庭插座、工廠裝置，還是資料中心的空調、水泵、伺服器，幾乎都依賴 AC 供電。但隨著 AI 的迅速崛起，GPU 訓練叢集功率飆升，單櫃從過去的 5kW、20kW，一路邁向 60kW、100kW，甚至未來的兆瓦級。傳統 AC 架構複雜、損耗高、效率天花板明顯，開始難以支撐 AI 時代的超高功率需求。於是，一個被忽視了百年的問題重新回到舞台中心——資料中心的核心供電方式，正在從 AC 轉向 DC（直流）。這並不是簡單的技術切換，而是資料中心能源體系的一次根本性變革。
一、AI 推動供電架構升級：傳統 AC 模式逐漸面臨瓶頸
傳統 AC 架構之所以面臨挑戰，原因主要來自三個方面：
第一，能效損耗不斷放大。
AC 架構從高壓到機櫃，會經過多級變壓、整流、逆變，再進入伺服器後還要再次轉換為 DC。每一級都會造成 1%–3% 的損耗，累計損失可達 7%–12%。在 AI 超大規模叢集中，這是一筆極為可觀的能耗。
第二，裝置鏈路複雜、佔地大、可靠性受影響。
UPS、柴油發電機、多個變壓器和開關櫃構成了 AC 架構的基礎設施。這些裝置既佔空間、成本高，也增加了潛在故障點。
第三，AI 負載波動快，對響應速度要求更高。
GPU 訓練任務會出現毫秒級的用電波動，傳統 UPS 不擅長處理這類頻繁的“突髮型”功率需求。
這些問題促使行業重新思考供電體系的底層結構。
二、DC 供電的優勢逐漸凸顯
當資料中心的基礎能源體系以 DC 為主時，整體效率、可靠性和成本結構都將發生顯著改善。全 DC 架構的效果主要體現在以下幾點：
能效提升 7%–10%:由於減少了 AC↔DC 的多次轉換，DC 供電鏈路更短、損耗更低。
建設成本可降低約 35%:大量 UPS、PDU、變壓器和開關櫃可以被移除或減少，使建設投資明顯下降。
系統可用性提升:DC 架構更簡單、裝置更少，配合超級電容可實現更快速的負載響應，整體可用性可提升到遠超傳統 AC 的水平。
與新能源的適配性更高：燃料電池、太陽能、電池儲能本身輸出就是 DC，使得資料中心可直接接入多種 onsite 電源。因此，DC 架構不僅是提高能效的手段，也與全球“雙碳”背景和大規模可再生能源接入需求高度匹配。
三、現場發電 + DC 供電：資料中心出現新的“能源形態”
燃料電池能直接輸出 ±400V 或 800V 的 DC 電，與伺服器本身的 DC 需求天然匹配。結合超級電容系統，它形成了適合 AI 資料中心的“穩態 + 瞬態”供電模式：燃料電池 提供穩定持續的基礎功率，超級電容 負責應對瞬時功率波動，配合 DC 配電母線，就能構成一個響應速度快、架構精簡的全新供電體系。
值得注意的是，這種 onsite DC 發電結構能夠支援“孤島運行”，即使電網故障也能維持正常供電。這對於電力供應緊張的地區（如北美部分區域）非常具有現實意義，也讓資料中心擺脫“電網限電”和“等待供電接入”的建設瓶頸。
四、±400 V 與 800 V：DC 架構的兩條技術路線
±400 V（雙極性）
- 安全性更高
- 行業應用更成熟
- EMI 噪聲較低
- 成本相對更低
適合現階段多數 DC 資料中心落地。
800 V（單端）
- 效率最高
- 功率密度最大
- 對絕緣與電磁干擾要求更高
多用於未來超高密度 AI 伺服器場景。
結合行業發展情況來看，中短期以 ±400V 為主流，長期高密度場景會逐步轉向 800V，兩者並不是替代關係，而是互補的選擇。
五、DC 架構對資料中心基礎設施帶來的結構性改變
未來 DC 資料中心可以減少的裝置比例：去除100% UPS 系統，去除100% 柴油發電機，去除90% 的變壓器，去除65% 的開關櫃，去除50% 的 PDU，這是 DC 架構的最大變化：供電鏈路從“層層堆疊”變為更輕量、更直接、更高效的結構。
這樣的簡化帶來三個直接影響：減少佔地，讓更多空間用於 IT 部署，降低故障機率，提高可用性，建設周期縮短，部署靈活度更高，對於大規模擴容的 AI 資料中心來說，這些因素都具有非常高的實際價值。
六、與零碳資料中心的發展高度一致
DC 架構與碳捕捉、餘熱利用、吸收式製冷等技術的整合更加自然，這主要源於：新能源裝置本身輸出 DC，可直接與高壓直流母線連接，去掉柴油機後可避免大量碳排放。
隨著國際大型科技公司紛紛提出 2030–2040 年零碳資料中心建設目標，DC 供電體系可能成為未來政策與行業趨勢中被重點採用的技術路線之一。AI 叢集規模正在急速擴大，傳統 AC 架構的能效、響應速度和成本模型都在逐漸難以適應這一趨勢。隨著現場發電、超級電容和 DC 配電技術成熟，資料中心的供電方式正在經歷一次自下而上的結構性調整。短期內，AC 依然會大量存在；但從高密度 AI 叢集、現場能源系統和零碳資料中心的發展趨勢來看，DC 會在越來越多的場景中成為核心供電方式。對於行業而言，AC→DC 不是概念變化，而是一次面向 AI 時代的底層基礎設施升級。
(零氪1+1)