爱迪生输掉的“电力之战”，140年后被AI翻盘了

1880 年代的美国，煤气灯还没从街头退场，两种截然不同的电力系统就已经在争夺未来。这段历史后来被拍成了电影，就是 2017 年那部由马丁·斯科塞斯担任执行制片、“卷福”等人主演的《电力之战》（The Current War），那场发生在十九世纪末的技术路线之争，至今仍是商业史上最经典的案例之一。

一边是爱迪生，1882 年他在纽约珍珠街建成了全世界第一个商用配电系统，用 110V 直流电点亮了曼哈顿下城区的几百盏白炽灯。爱迪生坚信直流电才是正道，投入重金铺设了整套配电网络。问题在于，直流电的电压很难改变。低压直流在导线中传输时电流大、损耗高，传个一两公里电压就跌得不成样子。爱迪生的方案本质上只能服务于发电站周围几个街区的客户。

另一边是乔治·威斯汀豪斯。他买下了尼古拉·特斯拉的交流电专利，包括那台改变历史走向的交流感应电机。交流电的关键优势在于变压器：一个简单的铜线圈加铁芯，就能把电压从几百伏升到几万伏。电压升高意味着同样功率下电流变小，导线上的损耗也随之骤降。发电厂可以先升压、远距离输送、到了用户端再降压使用。

这个优势是压倒性的。1893 年芝加哥世博会上，威斯汀豪斯用交流电点亮了整个展场，宣告了“电流战争”的终局。爱迪生输了。此后一百三十多年，交流电统治了从家庭插座到工厂产线的几乎所有用电场景，数据中心也不例外。

图丨1893 年芝加哥世博会（来源：Paleofuture）

但到了 2025 年，这个统治开始松动。

NVIDIA 在当年 5 月的 Computex 大会上公布了一套全新的 800V 高压直流（HVDC）供电架构，计划从 2027 年起替代数据中心内沿用多年的 54V 直流配电。几个月后的 OCP（开放计算项目）全球峰会上，配套技术白皮书正式发布。白皮书落地前后不到半年，英飞凌、德州仪器、意法半导体、台达、维谛（Vertiv）、施耐德、伊顿等供电链条上几乎所有关键角色同步宣布了各自的 800V 产品计划。产业链用不到一年的时间完成了集体转向。驱动力其实很简单：交流配电在 AI 数据中心里正撞上硬邦邦的物理极限。

（来源：NVIDIA）

今天绝大多数数据中心的供电链路仍然遵循同一套模式：交流市电引入，经变压器降压，通过 UPS（不间断电源）做一轮整流再逆变，送进机架后由服务器自带的电源模块（PSU）再做一次 AC-DC 转换，才最终变成芯片能用的直流电。这条链路上至少经历三到四次电压转换，每转一次就要丢掉一些能量。行业公认的数字是，整条 AC 配电链的端到端效率在 85% 到 90% 之间。换句话说，从电网买来的电，有十分之一到七分之一还没碰到芯片就变成了热。

这个效率损失在传统数据中心时代尚可容忍，因为那时一个机架也就 10 到 15 千瓦，转换损耗产生的废热还在冷却系统的承受范围内。而这一波 AI 浪潮彻底打破了这个平衡。NVIDIA 现有的 GB200 NVL72 机架功率已逼近 120 千瓦，而 2027 年计划量产的 Rubin Ultra 平台瞄准的是单机架 500 千瓦到 1 兆瓦的量级。在这种功率密度下，交流配电的问题已经不再是“不够好”，而是在物理上已经行不通。

第一道墙是铜。功率等于电压乘以电流。54V 配电要扛住 1 兆瓦负载，电流接近两万安培。需要多粗的铜排来承载这个电流？NVIDIA 自己给出的答案是每机架 200 公斤。如果建一座 1 吉瓦级的数据中心，仅机架内的铜排就需要 20 万公斤。把电压提高到 800V 后，同等功率下电流降低约 15 倍，而导体所需的截面积与电流的平方成正比，这意味着铜材用量可以下降一个数量级以上。

第二道墙是空间。以当前的 GB300 NVL72 系统为例，一个机架内要塞进最多 8 个电源架来供电。如果未来的兆瓦级机架还沿用 54V 架构，NVIDIA 估算电源设备将占满 64 个 U 位，整个机架全是电源，没有任何空间留给计算设备。这已经不是效率问题了，而是根本装不下。NVIDIA 在 GTC 2025 上展示的替代方案是一个 800V 独立的电源边柜“sidecar”，可以为同一机架内 576 块 Rubin Ultra GPU 供电，把电源彻底搬出计算空间。

第三道墙是散热。在 AC 供电链路中，每台服务器内部都要独立完成交流到直流的转换，转换效率通常在 90% 到 95% 之间，剩下的部分全变成热量散在机架里。二十台服务器挤在一个机架中，光电源转换就能产生一两千瓦的废热。

高压直流架构的思路则完全不同：把 AC-DC 转换集中到机架外部甚至建筑外部的大型整流设备中完成，然后直接用 800V 直流配送到机架。集中转换的效率更高（规模效应），而且废热产生在机房之外，不再加重机房内冷却系统的负担。即便只提升 1 个百分点的效率，对一座 100 兆瓦的数据中心来说也意味着 1 兆瓦的节省，这足以驱动好几个服务器机架。

NVIDIA 给出的综合预期是：端到端能效提升最多 5%，维护成本降低最多 70%，总拥有成本下降最多 30%。

但光有 NVIDIA 的架构设计还不够。800V 直流要真正跑起来，需要一整套从电网到芯片的供电产业链做出响应。2025 年下半年到 2026 年初，这条产业链在以前所未有的冲刺速度在重组。

在功率半导体层面，英飞凌宣布与 NVIDIA 合作开发 800V 供电平台的全链路方案，利用其碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）器件实现高频高效的电压转换，单级转换效率可达 98%。

德州仪器在 2026 年 3 月的 GTC 大会上展示了完整的 800V DC 电源架构，核心是一个两级转换设计：从 800V 直接降到 6V 中间母线，再从 6V 转换为 GPU 所需的亚 1V 核心电压，其中 800V 到 6V 这一级的转换效率达到 97.6%。

图丨德州仪器 800V DC 电源架构（来源：Texas Instrument）

意法半导体则拿出了 12 千瓦和 20 千瓦两款功率交付板，其 12 千瓦板在 800V 到 50V 的转换中实现了 97.5% 的峰值效率和 2500 W/in³的功率密度。纳微半导体（Navitas）更进一步，用 GaN 技术实现了 800V 到 6V 的单级直接转换，省去了传统的 48V 中间母线。

在系统集成层面，台达发布了 660 千瓦的 800V DC 列间电源机架并内置 480 千瓦的电池备份单元。维谛宣布其 800V DC 生态系统产品线将在 2026 年下半年商用，对接 NVIDIA 的 Rubin Ultra 平台。

施耐德公布了自己的 800V sidecar 方案，支持 NVIDIA、Google 和 Meta 等多家客户，并承诺在 NVIDIA 每一代新平台之前提前推出配套电源和散热方案。伊顿也在同期发布了专为 AI 数据中心设计的 800V DC 参考架构。

在更底层的机架标准上，变化同样在发生。DCD 近日的一篇报道引述了 Legrand 公司高级产品管理总监 Calvin Nicholson 的说法，描绘了 Open Compute 标准下电源架（power shelf）的演进轨迹：最早的 OCP 电源架是 18 千瓦，现在已经升级到 33 千瓦，下一代正在开发的是 72 千瓦。

Legrand 这两年在 Open Compute 生态中投入很深，开发了多种母排和电源架方案，还收购了一家冷却公司，加上此前收购的后门热交换器公司，正在把机架、母排、电源和散热整合成一套完整的系统交付给客户。

Nicholson 在采访中谈到了行业转型的阻力：运营关键基础设施的人天然厌恶风险，交流电用了一百多年，大家知道怎么部署、怎么维护、怎么保证安全。一旦切换到直流，一切都是新的，不同的机柜、不同的母排、不同的安全规程。

客户通常的做法是先把机柜、母排和电源架拿回去在实验室里反复测试，确认满足应用需求之后才会部署到生产环境。这是一个保守但合理的流程，因为涉及安全培训和运维规范的全面更新。更让客户头疼的是，他们的很多供应商正忙着追超大规模客户（hyperscaler），没有人坐下来帮他们理解这些新技术。

在这场全球性的供电架构转换中，中国的位置比较独特。一方面，中国在远距离高压直流输电领域的积累全球领先。国家电网和南方电网已建成超过 40 条特高压输电通道，其中包括世界首条±800 千伏特高压柔性直流工程和±1,100 千伏特高压直流线路，后者可以在 0.01 秒内将新疆的电力送到 3,300 公里外的安徽。中国是全球唯一全面掌握全系列特高压技术并大规模商用的国家。这种在电力电子领域长期积累的工程能力和人才储备，为数据中心 HVDC 的发展提供了基础条件。

另一方面，在数据中心直流供电的实践上，中国实际上早于海外走了一步。2007 年，江苏电信就开始试点 240V 高压直流供电。此后，以 BAT 为代表的互联网巨头在自建数据中心中广泛采用“一路市电 + 一路 HVDC”的双路架构。2019 年，阿里巴巴联合台达和中恒电气推出了“巴拿马电源”方案，从中压 10 千伏交流一步直转 240V 直流，省去了传统架构中的多级中间设备，系统效率达到 97.5%，占地面积缩减近 50%。

截至 2024 年，台达销售的巴拿马电源在线运行数量已超过 500 套。百度、腾讯和三大运营商也都在各自的数据中心中部署了 HVDC 方案。目前国内 HVDC 市场中，中恒电气占据 30% 到 40% 的份额，是阿里巴巴巴拿马电源的核心供应商。

不过，国内当前主流的 HVDC 电压等级仍是 240V，与 NVIDIA 推动的 800V 方案之间存在代际差距。2025 年 8 月，台达联合中讯邮电咨询设计院发布了中国首部《数据中心 800V 直流供电技术白皮书》，开始推动国内向更高电压等级演进。2026 年初，字节跳动在最新一轮 AI 数据中心招标中首次引入 800V HVDC 方案，计划将高压直流在新建园区中的渗透率提升至 30% 到 40%，并同步启动楼宇级、数十兆瓦规模的 800V 试点。

另据报道，除了阿里、腾讯外，国内其他云厂商也已开始小批量部署 HVDC。中恒电气、科士达、麦格米特、禾望电气等企业也在加速 800V 产品的研发，其中部分企业已作为维谛、施耐德等海外巨头的核心分包商进入全球供应链。

回到全球视角，800V HVDC 的落地时间表正在逐渐清晰，但路线并非只有一条。微软、Google 和 Meta 在 2025 年的 OCP EMEA 峰会上联合推出了“Mount Diablo”项目，采用±400V 方案而非 NVIDIA 力推的 800V，更强调短期可行性和对现有电动车行业成熟供应链的利用。

图丨Mount Diablo 将电源与计算分离（来源：Microsoft）

Meta 的±400V 方案预计 2026 年一季度率先落地。NVIDIA 的 800V 方案则锚定 2027 年，配合 Rubin Ultra 平台的量产时间节点。两条路线不算互斥，±400V 更像是一个过渡方案，而 800V 是面向兆瓦级机架的终局架构。更远的未来，固态变压器（SST）将中压电网输入一步转换为 800V 直流，连独立的整流环节都可以省去，进一步逼近供电效率的物理极限。

这一切在一年前还只是白皮书上的愿景。2026 年 3 月的 GTC 大会上，参展商展台上已经摆满了可以触摸的 800V 电源模块、母排和 sidecar 原型机。台达的 800V HVDC 电源机架设计功率达 570 千瓦，施耐德的 800V sidecar 已经进入工程验证阶段。NVIDIA 在技术博客中写道：我们不只是在造更快的 GPU，而是在重新设计整个供电堆栈。

爱迪生大概没有料到，为他的直流电翻盘的，不是什么新物理学，而是一块又一块越来越渴电的 AI 芯片。

参考资料：

1.https://spectrum.ieee.org/living-heart-project-virtual-twins

2.https://www.datacenterdynamics.com/en/marketwatch/the-future-of-rack-power-for-high-density-environments/

3.https://thefusionreport.substack.com/p/why-data-centers-are-switching-to

运营/排版：何晨龙