DC 800 V in Rechenzentren: Übergang für KI

# Rechenzentren wechseln auf 800V DC: Optimierung für KI-Workloads

Hyperscale-Rechenzentren wechseln von AC zu DC, um Regale mit einer Leistung von bis zu 1 MW zu unterstützen. Dadurch entfallen mehrere Umwandlungen, Verluste sinken und der Kupferverbrauch wird halbiert. Hersteller wie Delta, Vertiv und Eaton führen direkte Umwandlungssysteme von 13,8 kV AC auf 800 V DC am Rand des Rechenzentrums ein.

Traditionelle Stromversorgungsketten umfassen bis zu fünf Umwandlungen: vom Mittelspannungsnetz (1–35 kV) über Transformatoren, USV-Anlagen, Server-Netzteile bis hinunter zu den Chips. Jede Umwandlung verursacht 2–5 % Verluste sowie zusätzliche Lüfter und Wärme. Ein 1-MW-Regal benötigt 200 kg Kupferbusbars – für ein 1-GW-Rechenzentrum sind das 200 Tonnen Kupfer.

Vorteile von 800V DC

Die direkte Umwandlung minimiert die Stufen:

• Weniger Wärmeerzeugung durch reduzierte Anzahl an Lüftern und Netzteilen.
• Höhere Zuverlässigkeit: Weniger Fehlerquellen.
• Effizienzsteigerung um +5 %.
• Kompakterer Platzbedarf der Geräte.

Der Wechsel von 415 V AC auf 800 V DC erhöht die Kabelkapazität um 85 % bei gleichem Querschnitt. Der Strom sinkt proportional zur Spannung (I = P/U), wodurch die ohmschen Verluste (I²R) abnehmen. Die Ergebnisse:

| Parameter | AC 415 V | DC 800 V |

|--------------------|----------|----------|

| Energie pro Kabel | 100 % | 185 % |

| Kupferverbrauch | 100 % | 55 % |

| Effizienz | Basis | +5 % |

| TCO für 1 GW | Basis | -30 % |

Herstellerlösungen

Vertiv entwickelt ein 800-V-DC-Ökosystem, das mit NVIDIA Vera Rubin Ultra Kyber integriert ist, mit Veröffentlichung in der zweiten Hälfte 2026.

Eaton setzt einen Festkörper-Mittelspannungstransformator (SST) für die DC-Verteilung ein. Der SST ermöglicht eine direkte AC-DC-Umwandlung ohne konventionelle Transformatoren.

Delta bietet In-Row-Stromregale mit 660 kW bei 800 V DC und integrierten 480-kW-Batterien. Dies ist eine Regal-Lösung für schnelle Bereitstellung.

SolarEdge konzentriert sich auf SST mit 99 % Effizienz, kompatibel mit DC-USV und -Verteilung.

Technische Umsetzungsdetails

In einer DC-Architektur wird die Leistung mit 800 V bis zu den Regalen geliefert, wo lokale DC-DC-Wandler (Buck-Typ) sie auf 54 V oder niedriger für die Chips herunterregeln. Dies erfordert Anpassungen an PDUs, Busbars und Kabeln.

Wichtige Herausforderungen:

• Kompatibilität mit bestehenden Regalen – Adapter oder neue Regal-PDUs erforderlich.
• Sicherheit: 800 V DC ist gefährlicher als AC wegen fehlendem Nullpunktübergang, erfordert verstärkte Isolatoren und Schutzmaßnahmen.
• Redundanz: DC-USV ist einfacher, da Batterien direkt anschließbar sind, ohne Wechselrichter.

Für KI-Cluster mit GPUs (z. B. NVIDIA Blackwell oder Rubin) ist 800 V DC entscheidend: Ein 1-MW-Regal zieht ~1000 A bei 1 kV, aber 800 V optimiert für Standardkomponenten.

Wichtige Erkenntnisse

• Direkte Umwandlung von 13,8 kV AC auf 800 V DC reduziert Verluste um 5–10 % und Kupfer um 45 %.
• Regal-Leistung skaliert von 10 kW auf 1 MW, was AC ineffizient macht.
• TCO sinkt um 30 % bei GW-Rechenzentren durch kleinere Kabel und Geräte.
• Veröffentlichungen 2026: Vertiv+NVIDIA, Delta 660-kW-Regale, Eaton SST.
• DC erhöht die Dichte: Weniger Platz für Kühlung und Netzteile erforderlich.

— Editorial Team