Hạ tầng điện cho trung tâm dữ liệu AI đang dịch chuyển từ kiến trúc xoay chiều (AC) truyền thống sang điện một chiều (DC), trong bối cảnh nhu cầu tính toán tăng vọt làm lộ rõ giới hạn về hiệu suất và chi phí của mô hình hiện tại.

Ngày 26/3, Gigazine cho biết xu hướng này được thúc đẩy bởi các thiết kế chip và hạ tầng AI thế hệ mới công bố tại Nvidia GTC 2026. Nhiều doanh nghiệp lớn trong lĩnh vực điện lực và hạ tầng như Vertiv, Eaton, Delta Electronics cũng liên tiếp giới thiệu thiết kế trung tâm dữ liệu dựa trên DC để đáp ứng xu hướng mới của thị trường.

Hiện phần lớn trung tâm dữ liệu vẫn sử dụng mô hình cấp điện AC. Điện được đưa vào dưới dạng AC trung áp, sau đó hạ xuống điện áp AC thấp, đi qua hệ thống nguồn điện liên tục (UPS), rồi tiếp tục qua nhiều tầng chuyển đổi trước khi lại được đổi sang DC để cấp cho máy chủ và chip. Quá trình chuyển đổi nhiều lớp này làm tăng tổn hao năng lượng, phát sinh nhiệt và khiến hệ thống phức tạp hơn.

Trong kỷ nguyên AI, hạn chế của cấu trúc này ngày càng rõ khi mật độ điện tăng mạnh và công suất mỗi rack có thể lên tới 1 MW. Nvidia cho biết một rack công suất 1 MW có thể cần tới 200 kg đồng; với các trung tâm dữ liệu quy mô lớn, lượng đồng sử dụng có thể lên tới hàng trăm nghìn kg. Nguyên nhân chủ yếu đến từ tổn hao trong quá trình chuyển đổi điện và cường độ dòng điện tăng cao.

Vì vậy, ngành này đang chuyển dần sang kiến trúc DC điện áp cao. Chẳng hạn, nếu chuyển từ 13,8 kV AC sang 800V DC, hệ thống có thể loại bỏ nhiều tầng chuyển đổi, qua đó giảm tổn hao và nâng hiệu suất vận hành. Theo các phân tích, cách tiếp cận này có thể cắt giảm khoảng 45% lượng đồng sử dụng nhờ truyền tải nhiều điện hơn trên cùng một dây dẫn, đồng thời cải thiện hiệu suất năng lượng tổng thể khoảng 5%. Với các trung tâm dữ liệu quy mô gigawatt (GW), tổng chi phí sở hữu (TCO) có thể giảm tới 30%.

Mô hình DC cũng mang lại lợi thế về mặt thiết bị. Việc giảm số lượng quạt và bộ nguồn giúp nâng độ tin cậy của hệ thống, đồng thời có thể giảm nhiệt và tiết kiệm không gian. Ở cấp rack, điện sẽ được chuyển đổi bằng các bộ chuyển đổi cỡ nhỏ để phù hợp với điện áp của GPU và CPU.

Xu hướng này đã bắt đầu được triển khai tại một số thị trường. Theo Omdia, Trung Quốc đã đưa vào vận hành các trung tâm dữ liệu DC điện áp cao. Tại Mỹ, Meta, Microsoft và Open Compute Project đang phối hợp thử nghiệm rack sử dụng nền tảng 400V DC.

Các doanh nghiệp trong ngành cũng tăng tốc chuẩn bị. Vertiv đã công bố hạ tầng 800V DC tích hợp với Nvidia Vera Rubin. Eaton đang phát triển máy biến áp bán dẫn phục vụ phân phối điện DC. Delta Electronics cũng giới thiệu giải pháp rack DC tích hợp pin dự phòng.

Tuy nhiên, quá trình chuyển đổi vẫn đối mặt nhiều thách thức, gồm năng lực sản xuất thiết bị chuyên dụng cho DC còn hạn chế, nhu cầu mở rộng nguồn cung chất bán dẫn và vật liệu, cùng rủi ro về nhu cầu dài hạn. Theo đánh giá của ngành, nếu không đi kèm đầu tư quy mô lớn và tái cấu trúc chuỗi cung ứng, tốc độ chuyển đổi có thể bị hạn chế.