全球大部分计算设备，尤其是数据中心，在处理人工智能工作负载时都面临一个共同难题：能耗过高、发热量大、耗水量惊人。曾经热烈欢迎数据中心入驻的社区，如今却开始质疑当地基础设施能否承受这种巨大的资源消耗。AI数据中心的工作负载变化无常，可能导致电网压力骤增，威胁系统稳定。设计团队正绞尽脑汁寻找方法，确保核心部件温度始终低于临界值。这个问题并非突然出现，其重要性逐渐凸显。

前沿部件一直在推动高能耗趋势。例如，先进的转换器在性能提升方面已走上正轨，但其功耗也将在十年内增加22倍。

以太网从10Gb到800Gb，计算速度持续飙升，1.6Tb以太网已列入技术路线图。随着人工智能的兴起，GPU和加速器芯片已成为能耗领域的核心组件。英伟达H100 GPU最高可耗电700瓦，而Blackwell(黑威尔)B200的功耗更是高达1200瓦。预计下一代设备单个功耗将超过1500瓦。

目前运行的人工智能数据中心已部署数万颗芯片，远超传统数据中心的能耗水平。若再算上存储设备、标准处理器、网络设备所需的电力，以及配套冷却系统的能耗，整个数据中心的总耗电量可能迅速攀升至150兆瓦，相当于中等规模城市的用电量。如此巨大的能耗水平促使业界开始用兆瓦(MW)来衡量人工智能数据中心的算力。

为确保价格高昂的芯片保持在额定最高温度以下工作，迫使该行业从强制空气冷却技术转向循环或浸没式液体冷却技术。额外的泵和冷却器增加了数据中心的总能耗。

如何在数据中心内高效分配电力，将电能输送到数百个机架，这些机架可能占据数英亩的面积，已成为设计者面临的主要挑战。部分数据中心已触及本地供电极限，这促使人们考虑通过高速光缆连接多个数据中心，将用电需求分散到不同站点，作为可能的解决方案。

同时实现经济性和生态性目标的压力使问题更加复杂。幸运的是，连接器行业提供了各种解决方案，应对各种配电挑战。

电力分配连接器经过多年持续改进，其技术不断升级。通过优化触点合金材质与电镀工艺，有效降低了设备体积和接触电阻，同时重新设计的触点结构显著提升了可靠性。这类连接器通常采用多点接合设计，采用“先接后断”的操作顺序，从而避免在高温接合或断开过程中因电弧导致的触点损坏。

电弧损坏触点(图片由TE Connectivity提供)

某些电源触点设计在电源触点前端具有特定的牺牲区。在初始接合时，触点的前缘可能会受损，但良好的最终接触区域可确保完全接合时的低接触电阻。

触点状况(图片由TE Connectivity提供)

为最大限度减少对散热气流的阻碍，连接器的垂直高度已大幅降低。部分设计通过重新调整外壳结构，使空气能顺畅流通于连接器主体内部(即通风设计)，从而提升当前整体效率。

电源连接器的安全性问题促使业界推出了“防触伤”设计。随着工作电压需求的提升，额定电压达400+VDC的电源连接器已得到广泛应用。模块化电源连接器通过灵活组合低电流信号触点与高电流电源触点，显著提升了封装密度和设计灵活性。

随着浸没式冷却技术日益普及，多家连接器制造商不仅改进了PCB连接器的塑料外壳以适配液态冷却剂，还通过调整连接器阻抗来补偿空气接触面与液体接触面之间的阻抗差异。

在发电与配电设施中，各类工业级电力连接器，从带接线端子的大尺寸接线端子、分接头到高压开关，能有效降低电能损耗并防止电弧放电。这类产品广泛应用于传统燃煤电厂、天然气发电站、核电站、变电站以及备用电池系统。为满足太阳能和风力发电设施在环保、机械结构及电气性能方面的特殊需求，业界专门研发了新型连接器解决方案。

输电设施

传统数据中心通过服务器机架的电源扩展坞输出240伏或208伏交流电。这些电压会转换为48伏直流电后，供给单个服务器进行降压处理，最终形成1.5伏、3.3伏、5伏和12伏直流电，再分配给各个设备。单台AI服务器的耗电量可能超过10千瓦，而每个机架通常配备6到8台服务器。为了降低机架层面的能耗，业界开始探讨直接向机架乃至服务器供电的解决方案，将480伏交流电甚至高达800伏的高压电直接输送至机架。为应对这一技术变革，连接器制造商正加紧研发高压电源连接器产品线。

在机架和服务器级别，连接器在确保可靠和高效的电源分配方面发挥着关键作用。盲配接头，热插拔连接器使快速现场维护成为可能，这是高性能AI计算机集群的一个关键要求。

热拔插(图片由TE Connectivity提供)

在机架内以最小的损耗分配大电流通常使用大型导体铜缆或母线来实现。

Molex COEUR连接器系列采用冗余触点梁，通过多极配置实现高功率密度，为设计提供了灵活性。

Busbar 连接器

母排互连设计差异很大。位于每台服务器后部的盲配接头与垂直实心铜母排相连接。TE Connectivity最近展示了一款循环水冷母排，可将其在AI应用中的功率提高到750 kW。

HARTING的连接方案

Open Compute Project使用了48V母排和高电流插针插座连接器的组合，前者用于将电源分配给每个扩展架，后者用于将交流电压输入到交流-直流电源扩展架。Open Compute电池备份单元通过热插拔盲配PwrBlade ULTRA HD连接器插入电池备份机架，该连接器由四个30电流触点和30个信号触点组成。

Anderson电源连接器的额定电流可达350A。其设计灵活，外壳坚固耐用，具有防触碰安全功能。部分型号可堆叠，既提供定制配置，又可高效利用有限空间。

需要线到PCB以及板对板互连可以通过许多国内和全球供应商提供的电源连接器来解决。

Samtec电源连接器

例如，Samtec提供Micro Power System电源连接器，包括堆叠、线到PCB和定制电缆组件。

随着对功率水平的需求持续增加，可靠、大电流、低损耗且经济高效的互连将在下一代计算设备的设计中继续发挥关键作用。