当时的数据中心已经在改变人们的生活。网上银行替代了线下网点，电子邮件替代了纸质信件，数据让社会运转更快，也让个人和企业在有限时间里完成更多事情。
然而，25年后，数据中心面对的是完全不同的功率等级。行业已经开始讨论1MW机架。也就是说，在相近的机架形态里，功耗从5kW推高到1MW，相当于为台北约1600个家庭供电。
Morani表示，AI将工作效率进一步提升，但与此同时，代价是电力。
Morani认为，未来随着电力的持续增长，AI数据中心的电源必须要重构。它不再只是单纯提高转换效率、缩小模块体积这样单点优化的问题，而是处理器、机架、背板、光模块和功率器件共同变化后，供电链路需要重新定义。
处理器电流和机架密度同时增长，1MW机架由此出现
AI数据中心功耗上升，首先体现在处理器侧。
Jeff Morani 提到，三四年前，一颗高端处理器的电流需求大约在500A。今天，2000A已经成为现实数字。按照趋势继续发展，未来处理器电流可能超过10000A。
另一条曲线来自单个机架内处理器数量的增长。过去，一个机架内放入40颗左右处理器已经是常见配置；今天，行业已经在讨论一个机架中放入超过500颗处理器。
单颗处理器电流增长，机架内处理器数量也增长，两条曲线叠加后，机架功耗迅速抬升到1MW级别。
这给电源设计带来了直接压力。机架内部空间有限，处理器、存储、互联、冷却系统都在争夺空间。计算器件需要占据更多体积，留给电源管理系统的空间被持续压缩。电源如果不能缩小尺寸、提高功率密度，就会反过来成为AI机架继续扩展的限制因素。
过去很多电源设计更关注表面功率密度，也就是每平方毫米能够承载多少电流，常用A/mm²描述。现在，Z向高度同样重要。电源模块要放在更靠近处理器的位置，甚至要放到处理器背面，A/mm³单位变得关键。因此除了平面面积，厚度、散热路径、冷板连接方式也都进入系统设计范围。
横向供电走到瓶颈，垂直供电成为现实选择
处理器电流上升后，最先改变的是Vcore供电方式。传统架构通常采用横向供电，也就是LPD。多相开关稳压器围绕处理器放置，许多功率级分布在处理器周边，电流从电源级流出，沿着PCB横向传输，再汇入处理器。
这种方式在电流较低时可行。电流越高，需要围绕处理器布置的功率级越多，供电区域越来越大。按照Jeff Morani的说法，今天一些方案中，电源占据的物理面积已经超过处理器本身。也就是说，真正执行计算任务的处理器反而被供电系统包围。
这也是行业转向垂直供电的原因。垂直供电把电源模块放在处理器下方，电流从电源直接进入处理器凸点，路径大幅缩短。
这个变化带来的收益非常直观。Jeff Morani 举了一个1000A处理器的例子，仅仅把横向供电切换为垂直供电，在电流从电源流到处理器凸点的分配过程中，就可以节省约75W功耗。放到1MW机架级别，这种架构变化可节省约50kW。
50kW在今天看似只是1MW机架中的一部分，但放在几年前，很多机架总功耗本身也不到50kW。架构调整带来的收益，已经达到一代机架功率等级的量级。
不过，垂直供电也提高了设计难度。电源模块要放到处理器背面，高度受限更严格；供电距离缩短后，热量也更集中，电源模块必须能够把热直接导向冷板。功率密度、封装厚度、热阻、可靠性和机械结构，实际上是同一个问题。
48V背板难以支撑1MW机架，800V直流进入机架内部
处理器侧的供电方式在改变，机架基础设施也在改变。以往，数据中心机架通常采用AC/DC转换后，通过48V背板向机架内部供电。这个架构在较低功率机架中长期有效。但1MW时候，48V背板就不够用了。
如果继续用48V背板传输1MW功率，背板电流将超过20000A。电流过高会带来巨大的铜排、连接器、损耗和热管理压力。
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因此，行业开始把高压直流引入机架内部，例如800V直流，或者正负400V架构。电压提高后，传输同样功率所需电流大幅降低，1MW功率才可能在机架背板上实现分配。
高压直流解决了背板电流问题，也带来了新的转换链路。每个计算托盘都需要把800V转换成较低电压。常见路径是800V到48V，再由48V到12V或6V，最后进入多相VR，为处理器核心供电。
这条链路能够工作，却不够理想。每增加一级转换，就增加效率损耗、器件数量、热源和板级面积。在1MW机架中，这些损耗都会被放大。
Jeff Morani 因此提出了一个更激进的问题：既然最终需要6V中间总线，再进入Vcore，为什么不能直接从800V转换到6V？如果能够减少一个转换级，系统效率和功率密度都会提高。
这也是TI在演讲中重点展示的方向之一：800V直接到6V的转换器件。Jeff Morani 提到，这是一款20kW、厚度6.5mm的方案，依赖的不是单颗功率器件，而是集成GaN器件、高压检测、偏置电源和数字控制器。
它对应的是AI服务器板卡的新形态：背板提供800V，板卡插入高压直流系统，转换器必须尽量靠近处理器，因为转换到6V之后电流已经很高，供电距离越短越好。电源模块因此要足够薄、足够高密度，也要适配计算托盘的紧凑空间。
光模块也要重构供电，12V甚至48V可能进入光引擎
AI数据中心的电力重构并不只发生在GPU和ASIC周围，光互联也在经历类似变化。
随着AI集群规模扩大，硅光子和高速光模块的重要性不断上升。COMPUTEX上，光互联已经成为AI数据中心扩展的重要话题。Jeff Morani 在演讲中把供电链路分成两条：一条是面向处理器的“从电网到核心”，另一条是面向光互联的“从电网到光”。
过去，光模块通常由48V母线供电，经若干DC/DC转换到3.3V，可插拔模块插入3.3V，再在模块内部完成更多电源转换。随着1.6T、3.2T、6.4T光模块推进，模块功耗不断提高，3.3V连接器开始难以承受所需电流。
所以，未来光模块供电也要提高电压。Jeff Morani 提到的一种架构是800V到48V、48V到12V，再由12V进入光模块。12V取代3.3V是功率变大后的必然选择。
更远一步，光引擎内部甚至可能需要48V直接供电。难点在于传统48V DC/DC转换器太大，无法放进极度受限的光引擎空间。要实现这个目标，48V电源模块需要更高频率、更高功率密度，也需要新的磁性集成和GaN集成技术。
单片功率级、MagPack和集成GaN，是TI押注的三类基础技术
Jeff Morani 在演讲中并没有把电源重构停留在架构讨论，而是进一步拆解到器件和封装层面。
第一类基础技术是单片功率级。
多相供电中，一个功率级通常包含两个功率FET和一个栅极驱动器。处理器电流越高，需要的功率级越多。行业中常见方案包括分立FET共同封装和单片集成方案，TI大约七年前选择转向单片功率级。
Jeff Morani 给出的理由有三点。
第一是可靠性和效率。单片集成后，功率FET和驱动器之间的寄生参数更容易控制，可以让FET执行高速开关，同时保持安全裕量。第二是散热。单片功率级可以把裸片背面裸露，直接连接冷板，把热从更短路径带走。第三是架构扩展。单相功率级已经不足以支撑未来密度，双相、四相功率级会越来越重要。单片方式更适合继续集成多相，分立多芯片封装复杂度会迅速上升。
第二类技术是MagPack。
电源模块要进一步缩小，不能只是把功率FET和现成电感放进同一个封装里。Jeff Morani 把传统做法称为“1+1=2”：电感和功率级并列封装，确实减少了板级面积，但磁性材料只能占据封装体积的一部分，通常约30%到50%。
TI提出的MagPack技术，思路是让磁性材料尽可能填满整个封装体积。磁性材料利用率提高后，同样封装尺寸下可以获得更高效率、更高功率密度，也为超薄电源模块提供了基础。
第三类技术是集成GaN。
Jeff Morani 认为，无论在48V还是800V场景，分立GaN都无法充分释放GaN晶体管的潜力。GaN的优势来自高频、低开关损耗和高功率密度，但要把这些优势推到极限，需要把GaN FET与栅极驱动器集成。
TI的Dr. GaN方案就是这种思路。演讲中提到，相比使用分立方案，把两个功率FET和栅极驱动器集成到GaN半桥后，半导体面积可缩小65%，功率密度提高33%。
在800V系统中，集成还不止于功率器件。高压板上每一平方毫米都很宝贵，隔离偏置电源、高压检测和保护电路都需要被压缩。Jeff Morani 提到，TI过去数年开发了集成隔离偏置电源，从早期5V、500mW的大封装，发展到今天20V、1.5W，输出功率提升三倍。高压检测方面，TI也在推进更高集成度方案，以节省800V电路板面积。
从12V到6V，中间总线变化推动功率密度继续上升
处理器多相供电长期围绕12V展开，6V中间总线正在成为新的讨论重点。
Jeff Morani 在演讲中提到，同样封装、同样尺寸下，从12V切换到6V，可以把开关频率提高两倍，同时效率提升超过3%。配合单片功率级和顶部裸露焊盘封装，6V架构有助于缩小供电方案，提高功率密度。
在此基础上，TI展示了下一代四相电源模块。该模块采用双相功率级和大尺寸磁性结构，通过MagPack让磁性材料更充分利用封装体积，同时结合热增强封装。Jeff Morani 称，这款器件功率密度超过2A/mm²，峰值电流可达280A。
这类模块的意义在于，它把单片功率级、磁性集成和热设计放到一个产品里，不再只是器件级性能提升。对于AI处理器供电而言，电源模块必须同时满足高电流、高密度、低厚度和强散热能力，单一技术很难独立解决问题。
光模块电源也进入模块化和超薄化阶段
光模块空间极度受限，功耗却在持续增加。Jeff Morani 用多个产品例子说明MagPack对光模块供电的价值。
一个传统6V、6A模块，如果采用普通电感和功率级共同封装，仍然受到电感体积限制。使用MagPack后，模块面积可缩小57%，效率还可以提高。
另一个16V、3A模块，MagPack版本可缩小55%，效率提升2%到6%。对于空间高度受限、热设计困难的光模块来说，这类变化足以改变系统布局。
Jeff Morani 进一步展望了未来产品形态，例如12V、50A模块，以及厚度小于1mm的超薄模块。今天市场上还没有这样的产品，但在他看来，MagPack让这类方向具备实现基础。进一步结合48V GaN技术模块，使48V直接进入光引擎成为可能。
下一步是更深层集成：低压GaN、电容集成和IVR
演讲最后，Jeff Morani 把未来方向归结为更深层次的系统集成。
GaN与驱动器要集成，功率级中要集成更多相，磁性元件要以更优方式集成进电源模块。除了磁性元件，电容集成也会变得关键，因为更高开关频率和更高功率密度需要更紧凑的输入、输出和去耦设计。
他还特别提到低压GaN。过去行业更多讨论中高压，但20V GaN同样可能在未来电源架构中发挥作用。低压GaN开关更快，有机会支持更高频率、更高密度的处理器供电方案。
再往前走，就是IVR，也就是集成电压调节器。当处理器电流达到10000A，仅靠板级供电把如此大的电流送进处理器封装，会需要数量惊人的凸点，工程上越来越困难。解决思路是把电压调节器集成到ASIC封装内部，在封装内完成一部分电压转换，从而降低进入封装的电流。
Jeff Morani 判断，面向10000A处理器，1.8V IVR可能还不够，因为它只能把电流降低约2.5倍。TI正在开发更高电压（5V）IVR所需技术，包括高频、高压和更高密度的封装能力。
电源工程重新站到AI数据中心架构中心
AI数据中心过去最受关注的是GPU、互联和存储。进入1MW机架阶段后，电源成为同样关键的系统工程。
机架背板要从48V走向800V，处理器供电要从横向走向垂直，12V中间总线可能让位于6V，光模块供电要从3.3V走向12V甚至48V。每一处变化背后，都是电流、损耗、空间和散热的需求。
Jeff Morani则提出了多种技术愿景，包括用单片功率级提高多相供电效率和可靠性，用MagPack提升磁性元件利用率和模块功率密度，用集成GaN支撑48V和800V高频高密度转换，另外结合TI的隔离偏置电源、高压检测、数字控制和热增强封装组合起来，形成面向AI数据中心的新一代电源产品。
这些技术并非遥远路线图。四相电源模块、800V到6V 20kW转换器、面向光模块的MagPack电源模块，正在满足如今出现的需求。
AI算力继续增长，数据中心机架功率随之上升。对电源工程师而言，这可能是过去几十年少有的窗口期：电源不再只是系统里的配角，而是AI数据中心的前提条件。
