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Die Stromversorgung eines Rechenzentrums, welches die aktuellen KI-Systeme betreiben möchte, wird neben der Kühlung und dem Gewicht der Racks zu einer immer größeren Herausforderung. Während wir in klassischen Rechenzentren von maximal 50 bis 80 kW an Leistungsaufnahme für ein Rack sprechen, kommt NVIDIAs GB200/GB300 NVL72 bereits auf bis zu 132 kW pro Rack und für die kommenden Generationen "Kyper" hat NVIDIA bereits 700 kW projiziert.
Mit der heute gängigen Versorgung von 48 V oder 54 V DC-seitig sind solche gigantischen Leistungsaufnahmen kaum mehr umsetzbar. Bereits mit GB200/GB300 NVL72 sieht NVIDIA acht sogenannte "Power Shelves" vor, welche die Stromversorgung des Racks sicherstellen. Darin befinden sich die Netzteile und Schienen zur Verteilung der elektrischen Leistung.
Basierend auf einer Versorgung über eine Spannung von 54 V bei einer Rack-Leistungsaufnahme von 700 kW bis 1 MW würde der Platz für die Stromversorgung im Kyper-Rack auf 64 Höheneinheiten ansteigen. Das Gewicht der Busbar, die zur Verteilung der Leistung auf die einzelnen Nodes verwendet wird, würde 200 kg an Kupfer betragen. Ein Rechenzentrum mit einer elektrischen Leistung von 1 GW (und solche Projekte sind in der Planung) würde etwa 500.000 t an Kupfer zur Stromversorgung benötigen.
Auf der GTC 2025 zeigte NVIDIA ein "800 V Sidecar", welches neben den Racks mit den 576 Rubin-GPUs aufgestellt wird, um diese zu versorgen. In der Anhebung der Spannung sieht NVIDIA den einzigen Weg die elektrische Versorgung in einem modernen Rechenzentrum überhaupt noch sinnvoll umsetzbar zu gestalten. Dies führt man nun in einem Blog-Beitrag aus.
Bereits heute verzichten die Server im Rechenzentrum auf niedrige Spannungsebenen, da diese einfach nicht notwendig sind und in der Übertragung der elektrischen Leistung nach dem Gesetz P = U x I eine Erhöhung der Spannung dafür sorgt, dass bei gleicher Leistung geringere Ströme fließen. 48 V oder 54 V sind daher im Rechenzentrum DC-seitig bereits der Standard. AC-seitig sind es in den USA 415 V, von denen dann in 54 V AC gewandelt wird.
Die von NVIDIA vorgeschlagene Lösung mittels 800 V HVDC (High Voltage Direct Current) sieht vor, dass im Rechenzentrum von 13,8 kV AC direkt auf 800 V DC konvertiert wird. Man will demnach so wenige Wandlungen in verschiedene Spannungsebenen wie möglich einsetzen. Durch die Erhöhung der Spannung von 54 V auf 800 V werden die Ströme deutlich reduziert, sodass die Leiterquerschnitte bei gleicher Leistung extrem klein werden können, bzw. für die neuen Anforderungen nicht übermäßig groß werden. Negative Effekte wie die Skin-Effekte in der Übertragung größerer Ströme fallen ebenfalls geringer aus.
Auch aus einer Versorgung mittels 800 V HVDC ist es natürlich noch möglich, weiterhin auf 54 V oder gar 12 V zu reduzieren, falls dies für bestimmte Systeme notwendig sein sollte.
Die Infrastruktur in Rechenzentren hat sich über die vergangenen Jahrzehnte etabliert. Eine Änderung ist daher nicht ganz einfach. Im Grunde sind nur Neubauten in der Lage, die Anforderungen der kommenden KI-Systeme zu erfüllen. Dies gilt neben der Stromversorgung für die Kühlung, das Gewicht und den grundsätzlichen Platzbedarf. Nicht ohne Grund stellen die Hyperscaler wie AWS, Oracle, Azure und anderen die NVL72-Systeme aktuell in der Form auf, dass zwischen den Racks immer eine Lücke bleibt. Die Dichte in der Versorgung, Kühlung und dem Gewicht kann heute bereits nicht erfüllt werden. Für das, was ab 2027 kommen soll, muss die Infrastruktur vollends neu aufgestellt werden. 800 V HVDC soll hier eine Komponente sein.
Auf Seiten der Hersteller für Leistungselektronik mit an Bord sind Infineon, MPS, Navitas, ROHM, STMicroelectronics und Texas Instruments. In der Entwicklung der Netzteile beteiligt sind Delta, Flex Power, Lead Wealth, LiteOn und Megmeet. Für den Aufbau der AC-Infrastruktur im Rechenzentrum nennt NVIDIA Hersteller wie Eaton, Schneider Electric und Vertiv.
Neu ist die Idee nicht. Google sprach im Rahmen des Open Compute Project (OCP) 2025 bereits über "+/-400 VDC"-System mit einer AC-DC-Sidecar-Umsetzung.
