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迎戰算力韌性2》AI技術快速更迭,AIDC從電力、冷卻到建築全面升級

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AI算力需求快速增加,也回過頭重塑資料中心的電力系統、冷卻到建築結構。(圖片來源:AI生成)

AI算力需求快速增加,也回過頭重塑資料中心的電力系統、冷卻到建築結構。(圖片來源:AI生成)

AI競賽的壓力正從算力轉向電力。當晶片效能持續突破,AI資料中心(AIDC)建設速度逐漸超越電網與城市的承載能力時,「算力韌性」已不只是確保系統不中斷,更是考驗能源與基礎設施能否跟上腳步。《RECCESSARY》推出系列專題,剖析AIDC為產業帶來的震撼教育。

AI算力需求快速增加,已經重塑資料中心的電力系統、冷卻到建築結構,如何在技術持續更迭下保留擴充彈性,成為資料中心相關供應鏈能否跟上AI發展的關鍵,這樣的趨勢也將回頭帶起AI軟體的發展。

台灣AIDC市場回溫,資料中心選址追著電源跑

由於桃園大潭三部機組接受調度、南部興達電廠陸續上線,整體電網已有所改善,加上政府也允許在電廠附近規劃資料中心專區,為業界燃起希望。儘管無法像美國動輒建置規模100 MW(千瓩)起跳的大型資料中心,但西門子認為,市場已逐漸活絡。

西門子作為軟硬體設備、服務供應商,已經協助多家雲端服務供應商(CSP)、機房代管供應商(Colocation)在台建置資料中心。西門子垂直市場資深業務經理陳澤瑜點出,台灣資料中心正從傳統電信與企業內部機房,發展到國際雲端服務業者進駐的「區域資料中心」。

陳澤瑜表示,CSP業者興建資料中心時,考量金融與企業總部多位於台北,有高度低延遲及地緣存取「區域雲端」需求,偏好佈局於北部。

儘管過往較為審慎的用電管理措施,曾導致部分國際業者評估馬來西亞、新加坡或印度等土地、水電資源與人力成本較具優勢的國家,但他表示,近期可望隨著台灣供電條件改善、國家級算力中心積極建置而逐步回溫,以台灣目前在手的訂單來看,預計2030年以前,台灣會有17-18座AIDC,總容量將來到500 MW左右。

伊頓電氣台灣與菲律賓總經理林鈺培在半導體展也表示,台灣興建大型資料中心雖然受到土地以及電力供應的影響,尤其半導體「護國神山群」龐大的用電需求,電網負荷極大,但也因此讓快速部署的預製貨櫃型資料中心成為可行的解方。

為了因應資料中心大量用電需求,經濟部能源署2025年11月修正《能源管理法》子法,要求新增、擴建5MW以上超大型與主機代管資料中心,需在建置前提出能源使用說明書,且超大型資料中心的電力使用效率(PUE)須達1.3以下;今年8月《能源管理法》更修法三讀,針對新設、增設達一定容量的能源大用戶,需設置自用發電或儲能設備。

資料中心四大面向

AI算力改變資料中心,電力、冷卻、建築同步升級

現代資料中心的建置關注重點在於電力來源、冷卻系統、空間建築、IT算力四大面向,陳澤瑜表示,現在講資料中心已升級為「AI 工廠」(AI Factory),為原始數據提供加值化、智慧化(即生產Token),並導入工業化生產體系與資料中心基礎設施,且由圖形處理器(GPU)的選定與功耗,決定基礎設施與電力系統規格。

林鈺培表示,AI技術演進速度快,各家晶片對電力與散熱要求截然不同。面對未來的規格變化,關鍵在於維持研發與技術人才能快速對接新設計。因此,模組化設計與緊湊型高密度設備接連問世,降低高度與佔地面積的需求,更能隨算力需求彈性擴充。

如今台達電、東元、施耐德、伊頓等都有提出模組化資料中心建置與服務。

另一方面,高算力需求已經改變資料中心的建置方式,由算力平台規格決定基礎設施的設計。陳澤瑜表示,傳統資料中心多採用架高或多層樓建築,但隨著GPU算力與功耗飆升,機櫃內的硬體與配電更為密集,單一AI機櫃就重達1.5-2噸,整體建築也因此轉為單層或專用高挑空間來設計 。

過往業者常只專注於單一領域,現在需要將電力設備、熱能分布、冷卻水溫與風量、空間配置、IT運算負載進行整體動態模擬。陳澤瑜指出,藉由導入AI驅動的能源管理系統、數位雙生等技術,可直接進行整合性模型,供業者未來需要升級GPU時進行檢視,包括評估現有電力設備、冷卻基礎設施是否充足,並支撐起預測性智能維運以及智慧能源管理架構。

模組化、800V DC興起,AIDC電力架構跟著AI升級

傳統資料中心建置時間約1年,模組化資料中心可縮短至6個月。模組化意指將水管、電網佈線與建築結構全面標準化,如伊頓將中壓設備、不斷電系統(UPS)及電池整合於貨櫃內,大幅提高建置彈性與部署速度。

西門子也推出貨櫃式E-House電力機櫃,包括整套電力與電氣設備,在工廠內根據電力需求完成客製化設計、組裝與測試,運到現場後即可直接併網,省去現場配線與組裝的時間成本,「目前在全球多個大型資料中心專案,為快速實現市場算力需求,實際施工期僅6-8個月,必須仰賴模組化機櫃才能達成上線目 標,並可確保標準化品質。 」

西門子

傳統資料中心建置時間約1年,但AI需求大增,資料中心跟電力系統都以模組化加速建置。(圖為西門子電力貨櫃,來源:西門子)

陳澤瑜表示,未來改變整體電力架構的是「800V DC架構」。他提到,傳統資料中心電力架構需要經過多次交流電(AC)與直流電(DC)反覆轉換與降壓,每次轉換都會伴隨電力耗損。隨著AI機櫃算力與功率暴增,800V DC架構能從中壓交流電直接轉為高壓直流電,直供到晶片端,減少中間轉換關卡,提升整體能源效率。

「然而完整800VDC解決方案還需要一段時間才能普及,主要技術癥結在軟體控制」,陳澤瑜指出,交流電在運作時具備週期性的「過零點」,當電壓回到零點切換時,可藉由傳統機械式斷路器,安全地瞬間切斷電流而不產生電弧,但直流電沒有過零點,而是一條持續供電的狀態,一旦發生短路或過載, 極易引發高溫電弧,對設備造成損害與風險。 

陳澤瑜指出,未來800V DC架構大規模導入的關鍵,不是單一設備效率,而是從中壓電網、固態變壓器(SST)、DC配電、電力匯流排(Busway)到AI機架(AI Rack)端,建立完整且標準化的電網到晶片架構。

西門子與萊茵豪森(MR)今年8月已宣布,共同開發最高可連接36kV電網、輸出800V DC的固態變壓器(SST),瞄準AI資料中心電力需求,將中壓交流電直接轉換成直流電,降低傳統多級轉換帶來的電力損耗。 

陳澤瑜點出,雖然AIDC用電、用水量大,但許多業者仍不知道如何有效運用這些資料,如今藉由AI代理(Agent AI),可以整合電網、溫度與水資源等資訊形成閉路循環,自動優化空調風量、冷卻泵浦運轉與電網效能,即時產出節能的標準程序 (SOP) 。

「未來是軟體定義設備,決定設備與資料中心的能耗。」陳澤瑜認為,AI資料中心滿足社會在AI的使用需求,在使用上也需要AI的協助。

AI技術快速迭代,從選址、基礎設施設計到電力供應都出現改變,未來在追求更高算力的同時,資源管理、能源效率與基礎設施韌性也將成為AIDC發展的關鍵。

※ 本文不提供合作夥伴轉載使用

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