一、概述
Meta 对"AI 机架供电"给出的三代演进路线：先在机柜内把功率翻倍（V2），再把电源整体搬出机柜变成独立的侧柜（V3），最后把配电电压从 50V 抬升到 ±400V 高压直流（V4）。Meta电源路线图其实与NVDIA的供电白皮书路线图类似，在一些细节上两者有一些差异，比如CBU得配置，Meta使用了±400V 高压直流，NVDIA走800V。
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| 问题 | 要解决的问题 | 关键手段 | 量化结果 |
| 功率问题 | 单机架 IT 功率持续攀升，机柜内已放不下更多电源 | 12kW PSU、72kW Shelf、电源外置侧柜 | 93.5kW → 190kW → 300kW → 800kW |
| 瞬态问题 | AI 负载毫秒级脉冲已可能影响至公用电网层面 | 超级电容托盘（Capacitor Tray）削峰 | 与芯片实现解耦的通用方案 |
| 物理问题 | 母线"任何方向都没有空间再加铜"，风冷已触顶 | 液冷母线（铜管 + TIM + U 型通道） | 约 155kW → 约 700kW（温升 30°C） |
路线不是简单的"一代替代一代"，而是并行推进、分别解决不同约束：V2 是短期可落地的机柜内升级，V3 解决机柜空间不足，V4 解决电流过大这一根本物理问题。
二、：AI 为什么
2.1 功率密度挤压
ORv3 的供电链路是"中压（MV）→ 厂内变压器（PTX）→ 480Vac 母线槽 → Tap Box → AC Whip → PSU Shelf（AC/DC 转 50Vdc）→ 50V 母线 → IT 设备"。在 ORv3 HPR（第一代高功率机架）里，PSU 与 BBU 都放在 IT 机柜内部，占用宝贵的机柜空间。当单机架功率从 93.5kW 往 190kW、300kW 走时，继续在机柜里塞电源已经不现实。
2.2 瞬态脉冲挤压
AI 系统的脉冲功率正在导致直至公用电网层面的潜在电能质量问题。它意味着问题已经不再局限于机柜内的电压跌落，而是会沿着"GPU → 母线 → PSU → 480Vac 母线槽 → 变压器 → 中压电网"一路向上传导，最终表现为电网侧的功率振荡与电能质量劣化。这是 AI 训练集群规模化之后才出现的新问题。
2.3 物理极限挤压
现有 HPR 母线设计的功率上限约 155kW，并且任何方向都没有空间再加铜。
三、总览：三个并行（V2 / V3 / V4）
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| 维度 | HPR V2 | HPR V3 | HPR V4（POR） |
| | 12kW PSU / BBU 升级 | 50Vdc 侧电源机架 | ±400Vdc 高压直流电源机架 |
| 配电电压 | 50Vdc（机柜内母线） | 50Vdc（柜间水平母线） | ±400Vdc（极间 800V） |
| 电源位置 | 仍在 IT 机柜内 | 移入独立侧柜（Sidecar） | 移入独立侧柜（Sidecar） |
| 柜间互连 | 无需（同一机柜） | 顶部 + 底部水平母线 | 16 × 50kW HVDC 电缆 |
| 供电能力 | 最高 190kW | 最高 300kW | 最高 800kW，可扩展至 >1MW |
| 关键新增 | 电容托盘、60A 输入 | 侧柜预留电容托盘空间 | CBU、AC 输入 / DC 输出 PDU |
| 主要限制 | 机柜内 9OU 空间 | 水平母线 + 风冷电源柜垂直母线 | CBU 占半槽位时降至 400kW |
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HPR V2：PSU 与 BBU 模块由 5.5kW 升级到 12kW（Shelf 由 33kW 提升到 72kW）；9OU 电源空间内单机架功率由 93.5kW 提升到 190kW；新增用于瞬态功率平滑的电容托盘。
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HPR V3：把 PSU 与 BBU Shelf 放进一个 50Vdc（LVDC）侧电源机架；通过水平母线把电源机架与 IT 机架连接起来；电源机架内预留 AI 瞬态功率平滑电容托盘的空间。
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HPR V4：±400Vdc 侧电源机架，集成 PSU、BBU 与电容托盘，最高 800kW；±400Vdc 通过电缆输送到 IT 设备机架上的 ±400Vdc（或 800Vdc）→ 50Vdc Shelf。
四、配电架构总览
下面两页分别是原文档第 4 页的配电架构图，以及依据该图与各代硬件架构要点重绘的演进对照图。
图 1HPR Next 供电配电架构图（原文档第 4 页，原图）
图 2供电架构演进对照（自绘）：从机柜内供电到 ±400Vdc 侧柜
五、功率能力
图 3HPR Next 功率能力 Roofline 图（原文档第 5 页，原图）
图 4功率能力路线重绘（自绘）：100kW → 200kW → 300kW → 1600kW
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| 节点 | 版本 | 能力 | 正文对应表述 |
| 2024 Q4 | HPR V1 | 100 kW | 基准代，单机架 93.5kW（9OU 电源空间） |
| 2025 Q4 | HPR V2 | 200 kW | 最高 190kW（12kW PSU / 72kW Shelf） |
| 2025 Q3 | HPR V3 | 300 kW | 最高 300kW（50Vdc 侧柜） |
| 2026 Q1 | HPR V4 | 1600 kW | 800kW / 机架，可扩展至 >1MW |
六、关键问题一
问题：AI 系统的脉冲功率正在导致直至公用电网层面的潜在电能质量问题。
方案：超级电容托盘（Supercapacitor Tray）提供后备支撑，优势是------① 能耗代价最小；② 与芯片实现方式无关的通用方案。
6.1 为什么是超级电容，而不是别的办法
应对瞬态脉冲至少有三条技术路线：
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| 路线 | 做法 | 代价 | 选择 |
| 芯片侧限流 | 在 GPU 侧做功率斜坡控制 / 限频 | 牺牲算力性能，且依赖芯片厂商配合 | 未采用 |
| 加大 PSU 余量 | 按峰值而非均值配置电源 | 成本与体积大幅上升，能耗代价大 | 未采用 |
| 超级电容托盘 | 就近用超级电容吞吐脉冲功率 | 能耗代价最小，与芯片解耦 | 采用 |
图 5超级电容托盘削峰原理（自绘，示意波形）
蓝色为 AI 脉冲负载，橙色为经平滑后由电网 / PSU 承担的功率，绿色虚线为电容托盘吞吐功率。
6.2 电容托盘与 BBU 的分工
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| 装置 | 应对的时间尺度 | 能量来源 | 在 HPR Next 中的位置 |
| BBU（电池备份单元） | 秒级至分钟级（断电续航） | 锂电池 | V2：12kW 模块，45s@12kW / 90s@10kW / 240s@6.5kW |
| 电容托盘 / CBU | 毫秒至百毫秒级（脉冲削峰） | 超级电容 | V2：机柜内新增；V3：侧柜预留空间；V4：集成进 ±400Vdc 侧柜 |
6.3 50µs 均流信号延迟
将 PSU 的 I-share 均流信号延迟限制在 50µs 以内，用于电容托盘的瞬态功率平滑控制。意义在于：电容托盘要有效削峰，必须比 PSU 的均流环"更快"。如果 PSU 之间的均流信号响应太慢，脉冲来临时 PSU 会先试图自己顶上去，导致母线电压波动、并可能触发过流保护；只有把均流环的延迟压到 50µs 量级，电容托盘才能抢在 PSU 之前完成功率补偿。
七、关键问题二
图 6液冷母线设计（原文档第 8 页，原图）
原图右侧为母线与铜管冷却结构的立面示意。
图 7液冷母线的收益（自绘）：载流能力由约 155kW 提升至约 700kW
文档给出的关键数据与结构要点如下：
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| 条目 | 原文要点 |
| 现状上限 | 现有 HPR 母线设计功率上限约 155kW |
| 空间约束 | 任何方向都没有空间再加铜 |
| 液冷收益 | 显著抑制母线温升，并减少所需铜量 |
| 实测验证 | 9 月完成 Hack build 并做带载热测试，推算在温升 30°C 下约 700kW |
| 进一步空间 | 通过增加母线深度与增加冷板，>700kW 仍可实现 |
7.1 结构四要素
·沿母线长度方向布置铜管（Copper tubes）------把冷源直接送到发热体本身。
·铜管与母线铜排之间填充导热界面材料（TIM）------解决"管与排"之间的接触热阻。
·母线每侧的铜管之间用 U 型通道（U-channel）连接------形成完整水路。
·接入机架级分水歧管（Rack-level manifolds），直接连到 AALC / FLC 液冷回路------复用现有机架液冷基础设施。
把母线的散热从"靠空气自然对流"改成"靠液体强制带走"。由于母线温升是载流能力的直接约束，散热一改善，载流能力就从 155kW 跳到 700kW 量级。
八、HPR V2 硬件架构
图 8HPR V2 硬件架构与机柜立面（原文档第 9 页，原图）
原图右侧为 ORV3-HPR V2 机柜立面，标注了 Tap Box、AC Whip、PSU Shelf 与 BBU Shelf 的相对位置。
V2 是唯一一代"不动架构、只换部件"的升级，因此它的价值在于用最小改动把功率翻倍。
8.1 变了什么
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| 变更项 | V1（基准） | V2 | 影响 |
| PSU / BBU 模块功率 | 5.5 kW | 12 kW（宽、长加大） | 单机架功率翻倍的基础 |
| PSU / BBU Shelf 功率 | 33 kW | 72 kW（长度加大） | 6 × 12kW 模块 |
| 单机架功率 | 93.5 kW | 190 kW | 9OU 电源空间内实现 |
| AC 输入电流等级 | 30 A | 60 A | Tap Box、AC Whip、Shelf 输入连接器同步升级 |
| 均流信号延迟 | 未约束 | 限制在 50 µs | 为电容托盘削峰让出时序窗口 |
| PMM 端口 | RJ45 #3 / #4 在正面 | 移到后部 | 为更宽的 PSU 模块让位 |
| 瞬态平滑<o:page></o:page> | 无 | 新增电容托盘 | 应对 AI 脉冲负载 |
BBU 的备电时间随负载变化，文档给出三条工作点：
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| 输出功率 | 备电时间 | 说明 |
| 12 kW（满功率） | 45 s | 最短，覆盖切换至备用电源的时间窗 |
| 10 kW | 90 s | 中等负载下的续航 |
| 6.5 kW | 240 s | 降额运行时可达 4 分钟 |
8.2 没变什么
·PSU 与 BBU 的控制、通信与接口信号不变；
·峰值功率能力（Peak power capability）不变。
控制与接口不变，意味着原有生态与供应链可以继续复用，厂商不需要重新开发通信协议与监控逻辑；峰值能力不变，意味着机柜的瞬态设计边界没有被推高，风险可控。
8.3 机柜立面
依据 V2 机柜立面图的标注，电源区由 3 个 1OU 的 PSU Shelf 与 3 个 2OU 的 BBU Shelf 组成，合计 9OU；其余约 35OU 为 IT 设备空间。交流侧为 480V 三相 AC Busway，经 3 个 60A Tap Box 与 6 条 60A AC Whip 送入机柜。
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| 区域 | 内容 | 占用空间 |
| 电源区 | 3 × PSU Shelf（72kW，12kW 模块 ×6） | 3 OU（1OU / 个） |
| 备电区 | 3 × BBU Shelf（72kW，12kW 模块 ×6） | 6 OU（2OU / 个） |
| IT 区 | IT 设备（GPU / CPU），50V 母线供电 | 约 35 OU |
| 新增 | 电容托盘（瞬态功率平滑） | |
九、HPR V3 硬件架构
图 9HPR V3 硬件架构与侧柜布局（原文档第 10 页，原图）
原图右侧为 50Vdc 侧电源机架与 IT 机架的水平母线互连示意。
V3 的核心动作只有一个字------搬。把 PSU 与 BBU Shelf 从 IT 机柜搬到独立的 50Vdc 侧电源机架（Sidecar），再用水平母线把两个机架连起来。
9.1 架构要点
·PSU 与 BBU Shelf 放置在 50Vdc 侧电源机架中；
·通过机架顶部与底部的水平母线连接电源机架与 IT 机架（上下双向供电，有利于均流与降低压降）；
·50Vdc 电源机架与 IT 机架均为 ORV3-HPR 标准机架
·IT 设备仍为 50V 输入；
·电源机架内预留 AI 瞬态功率平滑电容托盘的空间。
十、HPR V4 硬件架构（POR）
图 10HPR V4 硬件架构与 ±400Vdc 侧柜（原文档第 11 页，原图）
原图右侧为 ±400Vdc 侧电源机架与 IT 机架的电缆互连示意。
10.1 架构要点
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| 项目 | 参数 / 做法 | 备注 |
| 侧柜电压 | ±400 Vdc（双极，极间 800V） | PSU、BBU 输出同步升压 |
| 侧柜内容 | PSU Shelf、BBU Shelf、CBU（电容托盘） | 另配 AC 输入与 DC 输出 PDU |
| 柜间互连 | 16 × 50 kW HVDC 电缆 | 16 × 50kW = 800kW，与总能力一致 |
| 最大能力 | 800 kW / 机架 | 可扩展至 > 1MW |
| CBU 影响 | 若 CBU 占用一半 BBU 槽位，降至 400 kW | 备电配置与供电能力的直接取舍 |
| 外形尺寸 | 与 HPR 机架相同 | 机房布局可沿用 |
| AC 输入 | 来自 Tap Box 的 200A 单芯导线 | 输入电流等级再次抬升 |
10.2 IT 机柜侧
由于服务器仍然是 50V 输入，V4 在 IT 机柜内必须新增一级直流变换：±400Vdc（或 800Vdc）→ 50Vdc 的 Shelf。这一级在功能上等价于原来放在 IT 机柜里的 PSU，只是它输入的是直流而不是交流。
10.3 为什么用电缆取代母线
图 11同一功率下不同配电电压的电流量级对比（自绘）
·电压抬升带来电流下降：800kW 在 50V 下需要 16000A 量级，在 ±400Vdc（极间 800V）下只需 1000A 量级；
·电缆可独立布线、独立熔断、独立管理，运维与故障隔离更清晰；
·消除了"单点母线"带来的热与机械限制，柜间柔性更高。
10.4 V4 在行业中的位置
OCP 方向与英伟达方向在"高压直流"上已形成共识，但电压等级不同------OCP / Meta / 微软推动的是 ±400Vdc（Mt. Diablo 400 AI数据中心 OCP Diablo 400 解耦电源机架规范），英伟达推动的是 800Vdc。