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AI 高電壓產業, Gray Zone / White Zone 原本是「資料中心空間分類」,不是單純的電壓分類 - Coggle Diagram
AI 高電壓產業
48V 或54V/ 800V HVDC
功率 (P) = 電壓 (V) × 電流 (I)
歐姆定律
$$V = I \times R$$
電壓等於電流乘以電阻
$$P = I^2 \times R \quad (\text{或寫作 } P = I^2 R)$$
AC
為了減少損耗,必須把電流壓到極低,這意味著輸電時必須把電壓拉到極高
磁場變化(電磁感應),只需要一個構造非常簡單、成本極低的變壓器
在 19 世紀愛迪生時代,直流電無法使用傳統變壓器升降壓。如果要升壓傳輸,技術極度複雜且成本高昂
直流電的電壓與電流是持續恆定的,沒有過零點。切斷高壓直流電時會產生持續不滅的強烈電弧,傳統開關很容易被燒毀,需要非常昂貴且特別設計的「直流斷路器」
DC
交流電在超長距離(或地下/海底電纜)傳播時,會產生「電容效應」與「集膚效應」,導致能量損耗
集膚效應
想像一條馬路(導線),中間擺滿了障礙物(內部磁場抗阻),導致所有的車子(電子)都只能擠在馬路最外側的兩條車道(導線表面)開
等效電阻變大:馬路變窄了,導線的電阻($R$)就會上升
電容效應
交流電會「漏電」進電容:交流電(AC)具有「能通過電容器」的特性(電容對 AC 呈現低阻抗,但會擋住 DC
如果是海底電纜或地下電纜(導線離海水/大地非常近,電容值極大),當電纜鋪設超過一定長度(約 30~50 公里)時,發電廠送出的電會幾乎全部耗在對電纜本身的電容充放電上,終端(用戶端)完全收不到電
AI 資料中心內部採用 800VDC:因為 GPU 晶片與太陽能/電池本質上都是吃直流電(DC)。如果電網進來是 AC,在機房內部轉來轉去會白白浪費 5%~10% 的電能
[電網 / 發電廠] (交流高壓 AC)
灰區 (Gray Zone)
傳統機電與重電房
AC → 800VDC
800VDC 匯流排 / Power Shelf / Sidecar
資料中心 White Zone
伺服器內部 DC/DC
12V / 6V 中間電壓
VRM / PoL
GPU 核心電壓:約 1V 等級
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VRM(Voltage Regulator Module,電壓調節模組)一種專門為 CPU / GPU 提供穩定直流電壓的模組化電路
PoL(Point-of-Load,負載點轉換器)GPU 核心電壓僅 1V,但功率高達 1,000W,這意味著需要輸出的電流高達 1,000 安培(1,000A)
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Gray Zone / White Zone 原本是「資料中心空間分類」,不是單純的電壓分類