Gleichstromversorgung im Rechenzentrum

Klassisch kommt der Strom im Rechenzentrum als Wechselstrom bis an den Server, und erst dessen Netzteil macht daraus Gleichspannung. Bei der Gleichstromversorgung geschieht diese Umwandlung früher und zentral — im Rack, in der Reihe oder schon am Rand des Gebäudes.

Ganz neu ist die Idee nicht. Vermittlungsstellen der Telekommunikation laufen seit Jahrzehnten mit −48 V Gleichspannung, und offene Rack-Designs wie die des Open Compute Project verteilen Gleichspannung im Rack an die Server. Neu ist der Maßstab.

Warum die Spannung steigen muss

Leistung ist Spannung mal Strom. Bei fester Leistung bestimmt die Spannung, wie viel Strom fließt — und der Strom bestimmt, wie dick die Leiter sein müssen und wie viel Verlust in ihnen entsteht.

Ein Rack mit 1 MW bei 54 V bräuchte nach NVIDIA bis zu 200 kg Kupfer allein für die Stromschienen. Bei Racks über 200 kW stößt die 54-V-Verteilung nach Herstellerangabe an physikalische Grenzen.

Die 800-V-Architektur

NVIDIA hat am 20. Mai 2025 eine Architektur mit 800 V Gleichspannung vorgestellt, die mit den Kyber-Racks ab 2027 in Produktion gehen soll. Das Prinzip:

• Am Rand des Gebäudes wandeln Gleichrichter die Mittelspannung (13,8 kV Wechselstrom) direkt in 800 V Gleichspannung.
• Über Stromschienensysteme gelangt sie zweipolig bis an das Rack.
• Erst im Rack setzen DC/DC-Wandler die 800 V auf die niedrige Spannung für die GPUs herunter.

Nach Angaben des Herstellers überträgt eine 800-V-Schiene im selben Leiterquerschnitt 85 Prozent mehr Leistung, braucht 45 Prozent weniger Kupfer als eine 415-V-Wechselstromverteilung und verbessert den Gesamtwirkungsgrad um bis zu 5 Prozent. Beteiligt sind unter anderem Eaton, Schneider Electric und Vertiv auf der Seite der Gebäudetechnik.

Was sich dadurch ändert

Weniger Umwandlungsstufen. Jede Wandlung zwischen Wechsel- und Gleichstrom kostet einige Prozent. Eine zentrale Gleichrichtung spart die Wechselrichter-Stufen dazwischen.

Speicher direkt am Bus. Batterien arbeiten mit Gleichspannung. In einer Gleichstromarchitektur können sie ohne Wechselrichter an die Schiene gekoppelt werden, statt wie bei der USV zweimal umgewandelt zu werden.

Neue Sicherheitsfragen. Gleichstrom hat keinen Nulldurchgang. Ein Lichtbogen erlischt nicht von selbst wie bei Wechselstrom, und Schutzschalter und Steckverbinder müssen dafür eigens ausgelegt sein. 800 V Gleichspannung ist zudem eine Spannungsebene, für die die Betriebsabläufe im Rechenzentrum erst entstehen.

Abgrenzung

HGÜ. Die Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung im Stromnetz arbeitet mit Hunderten Kilovolt über große Entfernungen. Mit der Gleichstromversorgung im Rack hat sie nur das Prinzip gemein.

Stromversorgung im Rechenzentrum. Der klassische Weg mit Wechselstrom, USV und zwei getrennten Pfaden bis zum Server.