AI 数据中心所需供电与散热系统

恋恋不舍不舍

AI 数据中心所需供电与散热系统
AI 的第一波发展带来了 GPU/ASIC 等 IT 和 CT 设备的机遇。由于功率密度和散热要求快速提升，数据中心（IDC）改造虽周期靠后但确定性强，因为参与者明确，不像 GPU、ASIC、光模块铜缆和 CPO 存在技术路径分歧。美股中从维谛、西门子能源、ABB 到罗格朗的数据中心业务均受到巨大拉动，从事散热和供电的 VRT 今年迄今（YTD）的涨幅不比英伟达逊色，电力受益股 VST 和 CEG 表现更为强劲。
液冷和供电是未来数据中心变化最大的两个方面。功率密度从主流的每个机柜 10kW 迅速提升到 40kW，GB200 达到 130kW，下一代 Rubin 接近 800kW，增长了 80 倍。一个机柜尺寸仅约 2 米长、宽、高，却要容纳 800kW 电力功率，这对配电系统和散热系统构成极大挑战，800kW 功率相当于一个小商场的供电功率要集中于一个机柜内。近期，Meta 拆除了一个在建的数据中心，因其建设时依据 10kW 机柜标准设计配电和散热系统，如今已无法满足需求，故而拆除重建为 120kW 机柜供电标准。
随着电源功率密度提高，散热要求也相应提高。机柜功率密度快速上升，使得电源供应单元（PSU）功率迅速增加。以往多为 1300W、3300W 的 PSU，单价约 1 美元 / W，如今 GB200 采用顶级的 5.5kW PSU，且要求高效率，钛金 + 级别电源效率提高，发热减少，从 98% 提升到 99% 效率，发热可节省一半，从而降低散热要求。因功率提升过快，之前 10kW - 20kW 机柜风冷尚可维持，至多到 30kW，如 40kW 的谷歌机柜就一直采用液冷 TPU。对于 GB200 的 120kW 功率密度则必须采用液冷，先是冷板液冷，到 Rubin 会发展为浸没液冷，维谛正与英伟达联合研发该方案。
：海外每 1W 的 IT 容量所需机电和散热等 IDC 基建合计约 8 美元，其中电力系统 4 美元，散热 2.5 美元。海外专家估算 2025 年投资额为 1200 亿美元，约合 15GW；2026 年投资额 1600 亿美元，约对应 20GW。按照 B 系列单卡平均 1.2kW，ASIC（TPU TR2 等）平均 0.5kW 功率计算，大约 500 万张 B 卡与 800 万颗 ASIC 量，再考虑交换机、光模块等功耗，粗略估算与 15GW、20GW 数据基本相符。
总结：AI 数据中心因功率密度急剧上升，供电系统需适配更高功率 PSU 且追求高效率以降低散热压力，散热系统从风冷逐渐向液冷（冷板液冷到浸没液冷）转变。市场空间方面，海外有相应的投资金额与功率容量的估算，各部件功耗与整体投资规模在计算上具有一定的合理性与关联性，这也反映出 AI 数据中心供电与散热市场的巨大潜力与发展趋势。

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王运成

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