엔비디아는 2027년까지 1MW 이상의 전력 요구를 지원하는 서버랙을 위한 800V HVDC 아키텍처를 도입하여 전력 인프라를 발전시키고 있습니다. 현재의 54V DC 전력 분배 시스템은 서버랙의 전력이 200킬로와트를 초과함에 따라 한계에 가까워지고 있으며, 데이터 센터에서 전기 회로 과부하를 방지하기 위한 새로운 솔루션이 필요합니다.
예를 들어, 엔비디아의 GB200 NVL72 또는 GB300 NVL72는 약 8개의 전력 선반을 필요로 합니다. 기존의 54V DC 시스템을 사용하면 64U의 랙 공간이 필요하여 평균 서버랙의 용량을 초과하게 됩니다. 또한, 54V DC 시스템으로 1MW를 공급하려면 200kg의 구리 버스바가 필요하며, 기가와트 AI 데이터 센터는 50만 톤의 구리를 요구하게 되는데, 이는 2024년 미국의 구리 생산량 예상치의 거의 절반에 해당합니다.
반면, 제안된 800V HVDC 시스템은 현장의 13.8kV AC 전원에 직접 연결되어 서버랙의 공간을 최적화하고 데이터 센터 내 전력 전송 효율성을 향상시킵니다. 이 새로운 아키텍처는 현재 시스템을 복잡하게 만드는 여러 AC-DC 및 DC-DC 변환을 제거할 것입니다.
800V HVDC 시스템은 동일한 전력 부하에 대해 시스템 전류를 줄여 총 와트 전달량을 최대 85%까지 증가시킬 것으로 예상되며, 도체 업그레이드 없이도 가능합니다. 전류가 낮아지면 더 얇은 도체로 동일한 부하를 처리할 수 있어 구리 요구량이 45% 감소하게 됩니다. 또한, DC 시스템은 스킨 효과 및 무효 전력 손실과 같은 AC 특유의 비효율성을 완화하여 전체 효율성을 더욱 향상시킬 것입니다.
엔비디아는 이 시스템을 개발하기 위해 인피니온, 텍사스 인스트루먼트, 나비타스와 협력하고 있으며, 갈륨 나이트라이드(GaN) 및 실리콘 카바이드(SiC)와 같은 와이드 밴드갭 반도체를 활용하여 고급 AI 시스템에 필요한 높은 전력 밀도를 달성하고 있습니다. 800V HVDC는 데이터 센터가 1GW 용량에 접근하고 이를 초과함에 따라 상당한 기술적 도전 과제가 될 것이지만, 낭비되는 전력을 줄이고 운영 비용을 낮출 것으로 기대됩니다.
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