元脑服务器全面导入氮化镓GaN钛金电源，转换效率高达96%
2025-04-03
日前，元脑服务器全面导入氮化镓（GaN）钛金电源方案，提供1300W/1600W/2000W多种规格选择，凭借氮化镓材料的高频低损特性，该方案能让智算中心主流通用服务器在20%-50%的典型负载区间时，稳定实现约96%的超高电源转换效率，超过全球最高能效权威标准80PLUS Titanium认证基值，重新定义服务器能效标准。与传统铂金电源相比，钛金电源的轻中载电能损耗可减少30%，单台服务器年节电量达数百千瓦时，万台规模数据中心折合电费每年可节省数百万元，推动智算中心PUE达到1.2以下，为数据中心节能降碳提供强力支撑。
算力膨胀下的能耗困局：1%能耗带来百万级成本
随着云计算、大数据、人工智能等应用的爆发式增长，全球智算中心正面临“算力越强，能耗越疯”的困局。国际能源署（IEA）数据显示，2023年数据中心电力消耗已占全球总用电量的2%-3%，且2030年或将翻倍，数据中心的电能消耗近一半来自于IT设备，电源作为关键功能枢纽，其转换效率对于能耗控制起到重要作用。
■ 传统铂金电源存在能效短板：在数据中心复杂的能源架构里，电源是将外部输入电能精准分配给各类IT设备的核心环节。尽管HVDC高压直流、固态变压器（SST）等新型供电架构已通过减少配电层级损耗，成功将配电层供电链路的系统级能效提升至96%-98%，但传统铂金电源的能效短板问题正不断突显。以智算中心主流的20%-50%负载区间为例，铂金电源的转换效率仅为90%-94%，形成“高系统能效、低设备能效”的断层，能效差达4%-8%。在服务器机箱这一关键电能转换终端环节，传统铂金电源如同“漏水的燃料舱”，造成高达10%的电能损耗。据估测，仅一座10MW智算中心每年便因此浪费超900万度电，每1%的能效提升即可节省百万级的电费支出。
■ 氮化镓电源方案多面向超高功率场景，低功率段缺乏：公开数据显示，智算中心涵盖的通用服务器电源模块主流需求是1300W-2000W中低功率，通用算力服务器同样需要中低功率段灵活配置的钛金电源矩阵（如1300W/1600W/2000W模块化组合），以提升智算中心通用服务器转换效率，精准降低智算中心整体损耗。业界将氮化镓(GaN)电源主要用于高功率（2700W/3200W）的AI服务器上，而智算中心中通用场景却存在过度配置带来的资源浪费。
元脑服务器全新导入氮化镓（GaN）钛金电源方案，重构服务器电源能效基因
元脑服务器率先完成1300W/1600W/2000W全系中低功率氮化镓钛金电源的工程验证与量产部署，在20%-50%典型负载区间较铂金电源提升达4个百分点，实现了96%的转换效率，相当于在电能转换的"最后一公里"设置双重节能关卡，快速推动氮化镓钛金电源的产业化普及。
元脑服务器的氮化镓钛金电源方案与传统服务器铂金电源存在显著差异。传统服务器铂金电源依赖MOSFET器件，受限于材料物理特性，存在高频开关损耗与发热等问题。与之相比，氮化镓材料优势明显，其电子迁移率是硅的10倍，可支持MHz级高频开关，能使动态损耗降低70% ；相同功率下拥有超低导通电阻（仅为硅基器件的1/5），可让发热量减少50%；击穿电场强度达3.3MV/cm，凭借出色的耐高压耐高温特性，支持高压直连架构，能够消除多级转换损耗。
OCTC《高功率密度服务器电源模块化设计白皮书（2024）》显示，在占服务器80%运行时间、处于20%-50%的典型负载区间时，氮化镓钛金电源转换效率可稳定在95.5%-96%以上，有效避免了因 “效率断层” 导致的隐性能耗。据测算，采用氮化镓钛金电源方案，每万台服务器每年可节省电费超200万元，发热量减少50%，带动空调能耗降低18%。这一方案有力推动智算中心PUE向1.2以下突破，实现了 “节能 + 散热” 的双重收益 。
元脑服务器引入氮化镓材料后，实现了“服务器器件级+智算中心系统级”电源效率双重突破，未来还将催化智算中心供电体系从“器件革新”迈向“能源系统重构”：
// 氮化镓（GaN）+高压直流：支持HVDC架构，消除变压器与多级转换，系统效率再提1.2%；
// 氮化镓（GaN）+液冷共生：低温特性适配浸没式液冷，散热能耗趋近于零，PUE突破1.05；
// 氮化镓（GaN）+AI能源大脑：实时监测10万级电源状态，动态调节电压与负载分配，全局能效优化8%。
随着激增的算力需求与数据中心能耗矛盾的加剧，在散热效率、能效标准等需求的推动下，更高功率密度、更大功率、更高效的钛金电源将是服务器电源行业发展必然趋势。元脑服务器此次全面导入氮化镓钛金电源方案，旨在帮助客户解决数据中心电源损耗严重的问题，通过降低设备级电能转换损耗、优化系统散热负载，为客户降低运维成本、减少碳排放及保障算力基础设施稳定运行提供可靠支撑。
第八代服务器
