Tại hội nghị Nvidia GTC, tâm điểm chú ý không chỉ nằm ở những kiến trúc chip mới phục vụ trí tuệ nhân tạo mà còn ở một vấn đề ít hào nhoáng hơn nhưng mang tính quyết định: hệ thống cấp điện cho trung tâm dữ liệu. Khi các bộ xử lý ngày càng mạnh mẽ, phần còn lại của hạ tầng đang phải chạy đua để theo kịp, đặc biệt là cách điện năng được truyền tải và sử dụng.
Trong nhiều thập kỷ, trung tâm dữ liệu được xây dựng xoay quanh điện xoay chiều (AC). Dòng điện từ lưới điện phải trải qua nhiều bước chuyển đổi phức tạp trước khi đến được các con chip. Từ điện áp trung thế, nó được hạ xuống, chuyển sang dòng một chiều (DC) để lưu trữ, rồi lại đổi ngược về AC và cuối cùng mới chuyển thành DC ở cấp máy chủ. Chuỗi chuyển đổi này giúp đảm bảo nguồn điện ổn định, nhưng đồng thời cũng gây ra tổn hao năng lượng đáng kể.
Với các hệ thống truyền thống, mức tiêu thụ điện của mỗi cụm máy chủ chỉ khoảng vài kilowatt nên sự kém hiệu quả này vẫn có thể chấp nhận được. Nhưng trong thời đại AI, khi một rack có thể tiêu thụ tới hàng megawatt, những tổn thất nhỏ tích lũy thành vấn đề lớn. Mỗi lần chuyển đổi không chỉ làm mất năng lượng mà còn đòi hỏi thêm thiết bị, hệ thống làm mát và lượng lớn vật liệu dẫn điện như đồng, khiến chi phí và độ phức tạp tăng vọt.
Đó là lý do các công ty như Vertiv, Eaton, Schneider Electric và Delta Electronics đang chuyển hướng sang kiến trúc sử dụng dòng điện một chiều. Thay vì nhiều bước chuyển đổi, điện từ lưới có thể được chuyển trực tiếp sang DC điện áp cao ngay tại rìa trung tâm dữ liệu, sau đó phân phối thẳng đến các thiết bị.
Cách tiếp cận này mang lại nhiều lợi ích rõ rệt. Khi sử dụng điện áp DC cao, dòng điện cần thiết sẽ giảm xuống, từ đó giảm tổn thất do điện trở và cho phép sử dụng dây dẫn nhỏ hơn. Không chỉ tiết kiệm vật liệu, hệ thống còn sinh ít nhiệt hơn, giảm nhu cầu làm mát và tăng độ tin cậy tổng thể. Ngoài ra, việc loại bỏ các bước chuyển đổi trung gian giúp giảm số lượng thiết bị như bộ nguồn và quạt, từ đó thu gọn không gian và giảm chi phí vận hành.
Một số sáng kiến lớn đang thúc đẩy quá trình chuyển đổi này. Tại châu Mỹ, dự án Open Compute Project cùng với Meta và Microsoft đang thử nghiệm hệ thống phân phối điện DC trong trung tâm dữ liệu. Trong khi đó, tại châu Á, các mô hình trung tâm dữ liệu sử dụng điện áp DC cao đã bắt đầu xuất hiện.
Các nhà cung cấp công nghệ cũng đang phát triển những giải pháp cụ thể để hiện thực hóa xu hướng này. Những hệ thống mới sử dụng bộ biến áp trạng thái rắn, bộ lưu điện DC và các kiến trúc phân phối điện tích hợp nhằm tối ưu hiệu suất. Một số thiết kế thậm chí đạt hiệu suất gần như tuyệt đối, giảm thiểu tối đa thất thoát năng lượng trong quá trình vận hành.
Tuy nhiên, việc chuyển đổi sang DC không phải là điều có thể diễn ra ngay lập tức. Phần lớn hạ tầng hiện tại vẫn dựa trên AC, và ngành công nghiệp cần xây dựng một hệ sinh thái hoàn chỉnh bao gồm thiết bị điện, tiêu chuẩn an toàn, linh kiện bán dẫn và chuỗi cung ứng phù hợp. Nhiều doanh nghiệp vẫn đang thận trọng, chờ đợi các tiêu chuẩn rõ ràng và cam kết dài hạn trước khi đầu tư mạnh.
Dù còn nhiều thách thức, xu hướng này gần như không thể đảo ngược. Khi nhu cầu tính toán của AI tiếp tục bùng nổ, việc tối ưu hóa năng lượng sẽ trở thành yếu tố sống còn. Trong bối cảnh đó, chuyển từ AC sang DC không chỉ là một cải tiến kỹ thuật, mà có thể là nền tảng cho thế hệ trung tâm dữ liệu tiếp theo—nơi hiệu suất, quy mô và tính bền vững cùng hội tụ.
