AI算力迈向兆瓦时代：新一代数据中央供电架构正于重塑测实验证系统

发布时间：2026-07-08 来历：转载 责任编纂：Lily

【导读】跟着人工智能进入年夜模子时代，算力需求正之前所未有的速率增加。从ChatGPT、天生式AI到智能驾驶及数字孪生，愈来愈多AI运用连续鞭策GPU机能晋升，也让数据中央供电体系迎来了近二十年来最年夜的一次技能厘革。

行业遍及认为，传统12V、48V供电架构已经经难以满意新一代AI办事器对于在高功率、高密度和快速动态相应的要求，800V高压直流（HVDC）正于成为将来AI数据中央的主要成长标的目的。与此同时，从SiC/GaN宽禁带器件到Power Shelf、Power Rack以致MW级供电体系，研发测试对于象及验证要领也于同步发生转变。

对于在研发工程师而言，怎样正确评估高功率器件机能、验证供电体系动态相应，并构建笼罩器件、模块到体系级的完备测试能力，正成为AI基础举措措施开发历程中不成轻忽的主要课题。

AI算力连续跃升，数据中央供电架构迈向800V HVDC时代

已往十余年，数据中央供电架构始终缭绕着晋升计较效率及降低能耗睁开。从传统CPU办事器到GPU加快计较，再到今天的年夜模子练习集群，算力需求不停爬升，也鞭策办事器功耗连续刷新纪录。

最近几年来，以天生式AI及年夜模子练习为代表的新一轮技能海潮，使这一趋向进一步加快。比拟传统IT负载，AI练习及推理使命具备更高的计较密度及更强的动态负载特征。尤其是于数千甚至数万块GPU协同事情的练习历程中，办事器功耗会跟着计较使命的变化于极短期内发生猛烈颠簸，对于供电体系提出了远高在传统数据中央的要求。

以NVIDIA最新发布的AI平台为例，采用Blackwell Ultra架构的AI机柜功耗已经经到达约150 kW，而下一代Rubin平台估计将进一步晋升至200 kW以上。与此同时，整机柜供电能力正快速向数百千瓦甚至兆瓦级迈进。对于在数据中央而言，这象征着供电体系已经再也不只是基础举措措施，而是直接影响AI计较机能、体系不变性及运行效率的要害构成部门。

云云高的功率密度，也使传统12V、48V供电架构逐渐靠近物理极限。跟着传输功率不停增长，低电压方案需要承载更年夜的事情电流，不仅增长了导体损耗及体系发烧，也给母排设计、散热以和总体供电效率带来了巨年夜挑战。

是以，愈来愈多AI数据中央最先将眼光转向800V高压直流（HVDC）供电架构。比拟传统低压供电方案，更高的供电电压可以或许于不异功率下有用降低传输电流，从而削减路线损耗、晋升体系效率，并为将来更高功率密度的数据中央预留足够的成长空间。可以说，800V HVDC不仅是供电电压的晋升，更代表着AI数据中央供电架构的一次主要进级。

然而，供电架构的转变也象征着研发测试对于象发生了变化。已往，研发职员更多存眷单个电源模块或者办事器电源（PSU）的机能验证；而今天，测试规模已经经扩大到Power Shelf、电源机柜（Power Rack）以和整套HVDC供电体系。从功率器件、功率模块，到整机体系，每一一级都需要越发精准、高效的测实验证，确保整个供电链路可以或许于高功率、高动态负载前提下连结不变运行。

除了了功率等级不停提高，AI负载自己也给供电体系带来了新的挑战。与传统办事器相对于平稳的负载差别，年夜模子练习具备典型的高动态、同步变化特性。当年夜量GPU同时进入计较状况时，整个机架的功率可能于微秒级时间内发生快速阶跃变化，形成猛烈的di/dt事务。这不仅要求供电体系可以或许提供充足的输出能力，更要求其具有极快的动态相应速率，以包管输出电压不变，防止因瞬态颠簸影响GPU计较精度甚至体系不变性。

对于在研发团队而言，这象征着测试重点已经经不单单是丈量 输出了几多功率 ，而是需要深切评估功率器件、电源模块以和整套供电体系于高速动态工况下的真实体现。怎样正确捕捉高速瞬态波形、阐发动态相应历程，并成立笼罩器件、模块到体系级的完备测试能力，正于成为AI数据中央研发历程中新的要害课题。

AI数据中央供电进级，正于重塑电源测试与验证系统

供电架构的进级，不仅转变了数据中央的设计理念，也正于从头界说研发测试的对于象及要领。已往，电源研发更多聚焦在单个电源模块或者功率器件的机能验证，测试对于象相对于自力，事情前提也较为不变。而于AI数据中央时代，研发职员面临的是一条笼罩功率器件、办事器电源（PSU）、Power Shelf、电源机柜（Power Rack）直至整套800V HVDC供电体系的完备供电链路。跟着功率等级不停晋升，测试内容已经经从传统的电气参数丈量，扩大到器件特征、动态相应、体系效率以和整机不变性等多个层面。

与此同时，新一代宽禁带半导体器件的年夜范围运用，也让测试面对新的挑战。为了满意高效率、高功率密度的设计需求，愈来愈多AI数据中央电源最先采用**SiC（碳化硅）及GaN（氮化镓）**器件。这种器件具有更高的开关频率、更低的开关损耗以和更好的转换效率，为800V HVDC供电架构提供了主要技能支撑。然而，其高速开关特征也使传统丈量方式面对带宽不足、共模滋扰严峻以和丈量偏差增年夜的问题。

对于在研发工程师而言，仅仅 看到波形 已经经远远不敷，更主要的是可以或许正确获取器件于真实事情状况下的动态特征。例如，双脉冲测试（Double Pulse Test）已经经成为评估SiC及GaN器件开关机能的主要要领，可以或许帮忙研发职员阐发开通损耗（Eon）、关断损耗（Eoff）、开关速率以和动态导通电阻（Dynamic R sub DS(on) /sub ）等要害参数。这些数据不仅直接影响器件选型，也瓜葛到整个电源体系的效率及靠得住性。

另外一方面，跟着测试对于象不停向体系级扩大，研发试验室对于在测试平台也提出了更高要求。从单个PSU到Power Shelf，再到MW级Power Rack，差别产物不仅功率等级跨度巨年夜，测试工况也越发繁杂。传统测试装备往往需要多台仪器组合利用，不仅占用年夜量试验室空间，还有会增长体系集成及维护成本。当开展年夜功率老化测试或者极限工况验证时，年夜量测试电能终极以热量情势耗损，不仅增长运行成本，也进一步提高了试验室散热压力。

是以，新一代AI数据中央测试平台正于朝着主动化、模块化以和能量回馈标的目的成长。一方面，经由过程主动化测试体系削减人工配置及反复阐发事情，提高研发效率；另外一方面，经由过程模块化设计笼罩从器件到体系的差别测试需求，并使用能量回馈技能将测试历程中孕育发生的电能从头回馈至电网，于晋升测试能力的同时降低能耗及运营成本。这类从 测患上准 到 测患上快、测患上全、测患上高效 的改变，也正于成为AI数据中央研发试验室的主要成长标的目的。

可以看到，AI不仅转变了数据中央的供电架构，也正于鞭策测实验证系统同步进级。从功率器件到体系级供电平台，研发团队需要一套笼罩全流程、多层级的测试方案，以应答不停增加的功率密度、更快的动态相应以和越发繁杂的验证需求。

从器件到体系：Tektronix结合EA打造AI数据中央全流程测试解决方案

面临AI数据中央供电架构的快速演进，研发团队需要的再也不是一台机能更高的仪器，而是一套可以或许笼罩器件评估、模块验证以和体系测试全历程的完备解决方案。缭绕AI办事器电源和800V HVDC供电体系的研发需求，Tektronix结合EA（Elektro-Automatik）和Keithley，构建了笼罩功率器件、PSU、Power Shelf以和MW级Power Rack的全流程测试平台，为下一代AI数据中央研发提供从设计验证到体系测试的周全撑持。

对于在器件研发而言，SiC及GaN宽禁带半导体已经经成为新一代高效率电源设计的焦点。比拟传统硅器件，更高的开关速率及更低的损耗可以或许显著晋升体系效率，但也对于器件特征丈量提出了更高要求。特别是于耐压、泄电流、动态导通电阻以和开关损耗等要害参数测试历程中，只有正确把握器件真实事情状况下的机能，才能为后续电源设计提供靠得住依据。

针对于静态参数测试，Keithley高功率源表（SMU）可以或许实现高电压、超低电流丈量，为器件耐压、泄电流等要害参数提供高精度表征能力；于动态参数测试方面，Tektronix主动化双脉冲测试平台可以或许帮忙工程师快速完成开通损耗（Eon）、关断损耗（Eoff）以和动态开关特征的主动阐发，削减人工计较带来的偏差，提高测试效率及成果一致性。

与此同时，跟着GaN器件事情频率不停晋升，共模滋扰已经成为影响丈量精度的主要因素。针对于这一挑战，Tektronix推出基在IsoVu™技能的新一代断绝电流丈量方案，经由过程光断绝与射频断绝相联合，于连结高带宽丈量能力的同时，年夜幅晋升共模按捺能力，使工程师可以或许越发正确地捕捉高速开关波形以和动态导通电阻变化，为宽禁带器件研发提供越发靠得住的数据支撑。

图： Tektronix与Keithley结合提供笼罩静态参数、动态双脉冲测试以和高带宽断绝丈量的完备器件级测试方案。

跟着研发事情慢慢从器件层延长至体系层，测试对于象也从单个电源模块扩大至Power Shelf以致MW级Power Rack。比拟传统试验室情况，AI数据中央供电体系不仅功率等级更高，并且需要验证差别模块之间的协同事情能力，以和整个供电体系于高动态负载下的不变性及靠得住性。

针对于这一需求，Tektronix结合EA推出笼罩体系级验证的完备测试平台。EA双向直流电源和电子负载体系可按照差别测试需求矫捷构建PSU、Power Shelf以和Power Rack测试情况，实现电源与负载一体化测试。依托模块化设计，体系可以或许按照项目范围快速扩大至数百千瓦甚至兆瓦级测试能力，满意AI数据中央供电体系连续进级带来的验证需求。

更主要的是，于年夜功率测试历程中，EA能量回馈技能可以或许将测试历程中孕育发生的年夜部门电能从头反馈至电网，而不因此热量情势耗损，不仅显著降低试验室运行成本，也削减了制冷体系负荷，为永劫间、年夜功率测试提供越发绿色、高效的解决方案。对于在AI数据中央研发试验室而言，这象征着不仅可以或许完成更高功率等级的测实验证，也可以于包管测试能力的同时统筹试验室运营效率。

图： EA模块化双向电源和能量回馈体系撑持从PSU到MW级Power Rack的体系级测实验证。

经由过程将Tektronix高机能示波器与主动化阐发软件、Keithley周详源表以和EA模块化能量回馈平台有机联合，研发团队可以或许成立笼罩器件、模块到整机体系的完备测试能力。从初期器件选型、节制计谋优化，到Power Shelf验证，再到AI数据中央供电体系终极测试，整个研发流程都可于同一的平台上完成，年夜幅提高测试效率，降低体系集成繁杂度，并帮忙研发团队更快完成产物验证及工程化落地。

图注： Tektronix结合Keithley与EA打造笼罩器件、模块和体系级的AI数据中央完备测试平台。

结语

AI时代的到来，正于鞭策数据中央基础举措措施进入新一轮技能厘革。从GPU算力连续晋升，到800V HVDC供电架构慢慢落地，再到SiC、GaN等宽禁带器件加快运用，整个财产链都于向更高功率密度、更高效率以和更高靠得住性标的目的成长。而这些变化，也让研发测试从已往的 验证产物是否可用 ，逐渐蜕变为鞭策产物立异的主要环节。

对于在研发团队而言，测试平台的价值已经经不仅表现于丈量精度，更表现于可否笼罩器件、模块到体系的完备验证流程，帮忙工程师更快发明设计问题、优化节制计谋，并晋升产物一次性经由过程验证及认证测试的乐成率。跟着AI数据中央设置装备摆设不停提速，主动化、体系化、模块化的测试能力，将成为下一代电源研发的主要基础举措措施。

缭绕这一趋向，Tektronix结合Keithley和EA，经由过程笼罩宽禁带功率器件测试、双脉激动态阐发、高带宽断绝丈量、双向电源和能量回馈体系验证等完备测试能力，帮忙客户构建贯串研发全历程的测试平台。从试验室中的单颗SiC/GaN器件，到Power Shelf、Power Rack以致MW级AI数据中央供电体系，研发团队都可以或许基在同一的测试平台完成越发高效、精准的验证事情，为下一代AI基础举措措施立异提供坚实的测试支撑。

关在泰克科技

泰克公司总部位在美国俄勒冈州毕佛顿市，致力提供立异、切确、操作简洁的测试、丈量及监测解决方案，解决各类问题，开释洞察力，鞭策立异能力。70多年来，泰克一直走于数字时代前沿。