随着GPU功耗的持续攀升，AI服务器环境中的供电需求不断增长，本文围绕此趋势展开讨论。文中重点阐述了供电架构从48V向800V的转型变化，并探讨了随着数据中心基础设施的演进，ADI在高压热插拔保护领域的持续创新成果。
数据中心热插拔控制器的未来发展
随着AI工作负载不断加重，服务器环境中的GPU催生了前所未有的供电需求，推动机柜级供电架构向800V转型。这种高压架构为系统保护与监控带来了新的挑战，尤其是在托盘带电插拔的过程中。为应对这些挑战，需要新一代热插拔控制器：不仅要具备管理高压浪涌电流的能力，还要能提供可靠的遥测功能，以支持系统诊断与安全防护。ADI公司在12V与48V热插拔技术领域是公认的领军企业，如今正将这方面的技术专长拓展至800V领域，以支持行业向高压架构转型。
为何800V架构至关重要？
在AI服务器基础设施中，有两大核心趋势正推动机柜级供电向更高电压转型。
GPU功耗持续攀升：随着GPU的计算性能不断提升，其供电需求也在大幅增加。
单机柜计算密度增高：为实现大规模AI训练与推理场景下的性能最大化，并尽可能降低互联延迟，越来越多的GPU被整合到单个机柜中。这种共置方式通过缩短加速器之间的数据传输路径，不仅提升了带宽效率，还减少了通信开销。
为满足由此激增的机柜级供电需求，行业正逐渐转向分布式供电架构。在这种模式下，传统供电元件（如配电单元(PDU)、电池备份单元(BBU)与电容单元(CU)）不再部署在IT主机柜内，而是转移至相邻的供电侧柜(sidecar)中。这种分离设计不仅支持800V等更高电压的电力传输，还能腾出机柜内的宝贵空间，用于容纳更多计算资源。
在此过程中，节点的热插拔控制器会在内部切断电源，确保节点可安全移除；而机柜的汇流排仍保持通电状态，继续为其他所有节点、BBU及SCU供电。当替换节点安装到位后，预充电电路会在完全接通前限制浪涌电流，这也是热插拔控制器的一项关键功能。随后，替换节点会自动启动并重新接入AI集群（通常由编排工具负责负载再平衡）。
热插拔技术迈向新高度
ADI公司在数据中心电源领域拥有深厚的专业技术积淀，正与云服务提供商及半导体制造商合作，共同开发下一代机柜级高压供电解决方案。
要实现高压热插拔，需明确诸多设计考量，也需攻克各类技术难题，方能打造出最优解决方案。
功率密度：功率密度是关键因素：因为±400V/800V热插拔电路最终需集成在IT机柜内的服务器卡上。这些服务器卡的空间极为宝贵，且随着机柜密度提升（即在单个机柜内集成更多服务器），空间限制将愈发严格。因此，高压热插拔解决方案必须设计为占用尽可能小的空间。
高压控制与保护：向±400V及800V电压转型，带来了严峻的安全挑战。48V电压的触电风险极低，而高电压则可能危及生命。因此，热插拔电路必须在微秒级时间内处理大幅电流浪涌，精准控制变得至关重要。管控浪涌电流上升斜率是核心，这能避免机柜设备损坏，同时保障技术人员安全。此外，系统还需协调时序、检测过流或欠压事件，并在必要时实现平稳关机。
遥测：作为节点供电路径中的首个元件，热插拔控制器是数据采集的理想位置。它必须精准测量电压、电流与功率，以满足系统规格要求，同时还需记录过流、欠压、热关断等事件日志。此外，热插拔控制器还应上报功率开关(MOSFET)或附近印刷电路板(PCB)区域的温度数据。精准的热插拔遥测技术能为系统带来显著价值：通过实时分析负载电流，改善能源需求预测。热插拔环节收集的历史电流数据，既支持预测性维护（例如在PSU触发故障前识别异常），也能为机柜级配电容量规划模型提供数据支撑。ADI公司正积极开发新型高压热插拔控制器解决方案，以支持新兴的机柜级供电架构。依托在电源保护与遥测领域经过验证的知识产权，ADI正将自身的技术能力拓展至±400V与800V领域。通过与领先的数据中心OEM及功率开关供应商合作，ADI公司的下一代解决方案在设计上充分满足热插拔系统不断演进的需求，包括紧凑的外形尺寸、精准的大功率控制及更高的数采精度。这些创新对于保障高压AI服务器环境安全高效运行至关重要。
结语
本文重点阐述了AI服务器机柜向800V供电架构转型的关键趋势，这一转型旨在满足先进GPU日益增长的功耗需求，并支持更高的计算密度。新架构将供电元件迁移至独立的供电侧柜，从而优化主机柜内计算资源的空间配置。ADI处于这一技术发展的前沿，所开发的下一代高压热插拔控制器能够有效管理浪涌电流、提供全面的系统诊断与安全遥测功能，并确保运行可靠性。从系统层面审视机柜供电的演进后，开发者可助力云服务器提供商与系统集成商获得新的洞察，实现成本节约。
