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更新時間：2026-06-01
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隨著數據中心不斷演進以支持AI工作負載，其對高功率、計算密集型基礎設施的需求正在重塑數據中心設計要求。本文闡述了：
伊頓對未來數據中心白區（White Space）和整體能源架構設計的愿景，重點強調以模塊化、可擴展性和能效為核心的AI智算中心設計路徑。
直流配電領域的創新技術，包括中壓固態變壓器（MV SST）、直流供電模塊（DC Sidecar）、IT模塊化架構及先進冷卻系統的集成
結合新興標準與安全設計考量，伊頓還提出了一套支持快速、可復制、符合區域法規部署的實施策略，助力構建面向下一代AI應用的數字基礎設施。
傳統的大型數據中心容量可能接近100MW級別，而如今的AI智算中心正在向其10倍甚至更高規模擴展，電力需求已達到吉瓦（GW）級，AI機架的功率密度未來甚至可能達到單機架1MW。這種功率、冷卻和計算能力的高度密集化，疊加大規模建設需求，使業界迫切尋求一種更高效、可擴展的高密度數據中心基礎設施方案。具體而言：
以往，電力、IT與制冷架構多采用各自獨立設計的方式，最終再通過標準接口或定制化方案進行集成。然而，當數據中心需要承載的功率密度提升至常規數據中心部署水平的10倍乃至100倍時，這種割裂式設計已難以滿足需求，協同設計（co-designed）的系統級架構因此成為關鍵。
通過系統級協同設計，基礎設施能夠在架構層面有效支撐超高密度部署；同時，電力、IT與制冷等子系統之間的深度互聯可形成統一的控制層，用于實現負載管理、安全控制以及整體能效的調度。
模塊化子系統是實現
模塊化、成本可控生產的關鍵
隨著AI工作負載在功率密度和并行計算需求上的持續提升，計算核心的可靠性和可用性水平必須遠超當前頂級數據中心標準。汽車、航空航天等行業的實踐已經證明，通過系統化、專門化的工程投入，可以實現高的可靠性目標。
然而，要在現代數據中心可接受的成本范圍內實現更高水平的可靠性，關鍵在于實現生產規模的顯著提升。當前，數百臺變壓器或UPS系統的訂單已被視為大規模采購；但如果將中低壓電力管理系統進行高度集成，并以數萬級別的規模進行生產，就可以實現高度優化和自動化的制造流程，在保證工程質量和系統可靠性的同時，交付真正具備成本競爭力的解決方案。
這種規模化生產的前提，正是模塊化的數據中心設計理念：通過標準化、體量更大的子系統設計，實現高一致性、高效率的批量制造。只有在模塊化架構的支撐下，才能真正釋放規模效應，滿足AI數據中心對可靠性、成本和交付能力的綜合要求。
模塊化設施
在數據中心架構中，模塊化單元既可以按照其物理位置進行劃分，也可以根據其技術功能進行定義。如圖所示，一個典型的供電系統與制冷基礎設施可被劃分為五個相互協同、功能清晰的區塊化子系統。
該子系統負責電力的生成與接入，包括燃氣輪機、太陽能、風能等多種發電方式，以及公共電網連接。其主要功能是為下游系統提供穩定的中壓（MV）電力，并將其輸送至子系統二。
該子系統包括開關設備、一臺或多臺變壓器（如固態變壓器、磁芯變壓器或混合方案）、不間斷電源（UPS）、斷路器及其他關鍵電氣組件。其核心作用是將來自子系統一的中壓電力轉換為低壓（LV）電力，并通過母線系統分配至子系統三。
該子系統接收來自子系統二的電力輸出（如400Vac、415Vac、480Vac、800Vdc或±400Vdc），并直接為IT負載供電，包括服務器和網絡設備。同時，該子系統還集成了機架級和芯片級的風冷與液冷基礎設施，以及必要的網絡連接能力，是IT負載與基礎設施深度融合的關鍵組成部分。
該子系統覆蓋從芯片級熱管理到環境級散熱的完整制冷體系，可進一步劃分為兩個子層級：
技術制冷系統（Technology Cooling System, TCS），聚焦于IT設備和芯片層面的熱管理；
設施制冷系統（Facility Cooling System, FCS），負責將熱量高效排放至外部環境。
該子系統為各個子系統提供統一的通信與控制能力，使其能夠與集中式計算和控制架構進行交互。通過該層，可對各子系統的運行狀態和健康狀況進行持續監測，并評估關鍵組件的剩余使用壽命，為預測性維護和系統優化提供支持。
伊頓在模塊化基礎設施的設計與驗證階段，廣泛應用數字孿生技術與仿真工具。通過構建虛擬模型，可在物理部署之前，對系統的熱行為、電力流向以及各類故障場景進行預測性分析，從而提前驗證整體性能與可靠性，確保設計方案在實際運行中達到表現。
同時，數字孿生體系還為基于BIM（建筑信息模型） 的跨子系統協同提供了技術支撐，以及接口控制文件（ICD）的統一管理，顯著提升了不同子系統之間的集成效率與接口一致性。
通過融合工廠預制的模塊化撬裝單元skid、BIM驅動的系統級協同設計，以及具備冗余的電力系統架構，伊頓致力于走在下一代數據中心基礎設施發展的前沿，打造兼具高韌性、高性能的數據中心環境，以支撐未來不斷演進的計算工作負載。
直流配電
（Direct Current Distribution）
隨著AI工作負載的發展，將盡可能多的GPU高密度集成在有限空間內，已成為提升計算性能的關鍵路徑。這一趨勢直接推動了機架功率密度的持續攀升，并進一步提高了數據中心單位面積的功率需求。
通過將工頻交流電力轉換環節從IT機架中移除，可以為計算與網絡設備釋放更多物理空間。同時，在機架內部采用DC/DC電力轉換，天然形成更高的直流電壓等級，從而在相同功率下顯著降低電流，有利于提升配電效率并減少損耗。
從架構演進的角度來看，直流配電是下一代數據中心的關鍵基礎能力，不僅能夠顯著提升系統效率，也為新興計算技術提供更好的兼容性。伊頓通過與客戶、供應商、安全認證機構深度合作，并積極參與Current/OS、Open Compute Project（OCP）等行業倡議，在直流數據中心生態體系的構建中持續發揮作用。
在安全性方面，伊頓的直流配電系統集成了多項關鍵設計，包括防觸指母線通道、分支回路監測，以及對不斷演進的直流電壓應用規范的全面符合。為進一步支撐安全、可靠且高效的直流配電架構，伊頓的技術路線圖還包括面向800Vdc生態系統的先進過流保護方案，如固態斷路器和混合固態斷路器。這些元器件將為未來數據中心和AI工廠中800Vdc輸入、單機架功率超過1MW的IT負載提供關鍵保護能力。
03
新興標準與全球合規支持
隨著數據中心逐步向800Vdc及更高電壓等級的直流架構演進，安全與合規已成為實現規模化部署和跨區域復制的關鍵前提。包括IEC、NFPA和UL在內的國際標準體系，正持續將更高直流電壓等級納入其產品和系統標準之中，為高密度、模塊化數據中心基礎設施的安全應用提供明確依據。
伊頓的數據中心解決方案在設計階段即全面對齊這些不斷演進的國際標準，并通過UL、IEC等認證體系，滿足不同國家和地區主管機構（AHJ）的合規要求。這意味著伊頓方案能夠在多種法規環境下實現一致、安全且可復制部署。
隨著單機架功率密度邁向并突破1MW，傳統數據中心設計范式已難以為繼。未來的數據中心設計，正由超高密度計算工作負載、模塊化基礎設施，以及先進的電力與制冷技術共同塑造。伊頓以系統級積極擁抱這一變革。
伊頓的集成化解決方案為下一代數據中心提供了高韌性、面向未來的基礎架構：既能支撐算力需求的指數級增長，又兼顧了可持續性，為數據中心的長期演進奠定堅實基礎。
當前位置：
