【14】收束篇：同样的电，多产出多少有效算力

作者：Rainnou · 2026-10-16 本篇是"同样的电，更多有效算力"议题的收束。引入部分建立能耗恒等式与口径；【04】【05】完成热侧 COMSOL 实测；【06】【07】给出算力-能耗曲线与 AI 冷却 Demo；【08】【09】给出钠电定位与系统全景；【10】【11】标定 α、β 与降频参数；【12】标定 η_stable；【13】完成冷却侧硬件原型。本文将各参数的标定结果回填统一模型，给出综合倍数区间、单因子敏感性、时间尺度分层修正与数据来源分级。

一、从公式到实物：一条完整的闭环

本议题沿"理论 → 仿真 → 软件 → 硬件"四级推进，每一级的结论都可独立追溯：

阶段	篇目	产出
理论	part1	能耗恒等式、变量口径、参数状态
热仿真	【04】【05】	热阻 R_th、最优液温、25 工况
数据	【06】【07】	算力-能耗曲线、AI 冷却 Demo
叙事	【08】【09】	钠电定位、系统全景
标定	【10】【11】【12】	α/β、降频、η_stable 区间
硬件	【13】	ESP32 冷却闭环原型，最优点由系统自收敛

四条路径作用于能耗恒等式的不同位置：存算一体与网络内计算缩减分母中的 E_trans，钠电提升分子中的 η_stable，AI 冷却同时改善 PUE 与 η_thermal。

二、参数的标定后区间

part1 中标注为"待标定"的参数，热侧与搬移侧已回填，供电侧的容量仍以分层规则替代单一值：

参数	含义	标定后区间	来源	状态
α	存算一体搬运剩余比例	0.30~0.60	【10】文献	已标定（证据中）
β	网络内通信剩余比例	0.50~0.80	【10】文献	已标定（证据弱）
η_stable	供电稳定利用率	0.60~~0.80 → 0.90~~0.95	【12】	已锚定（估计，待系统级硬件）
η_bat	充放电效率（AC 口径）	0.85~0.92（基准 0.88）	【12】	演示口径
η_thermal	热约束系数	25°C 最优；80% 负载回 15°C	【04】【05】【11】	已实测
最优容量	储能功率/能量	分层配置，无单一 MW（见 §六）	【10】【12】+跨议题	有分层规则，待站点实测

三、综合倍数：1.5~1.8 倍（模型实跑）

【10】在 α、β 区间内取三个情景，其余参数固定基准，完整跑通模型，得到三杠杆联合后的综合倍数：

情景	α	β	搬移占比	综合倍数
最乐观	0.30	0.50	64.3%	1.83
基准	0.45	0.65	67.7%	1.66
最悲观	0.60	0.80	70.6%	1.51

在该模型的口径下，两项结构特征不随 α、β 改变：钠电削峰岗位的最优容量稳定在 10MW，冷却最优液温稳定在 25°C。需要说明，10MW 是该模型在单一削峰岗位下的情景值；完整系统的储能配置应按时间尺度分层（见 §六），并无单一 MW 最优值。

口径声明：综合倍数按总 IT 能耗（【10】的口径③）计，与"存算一体省 98.6%/60.2%/45.8%"三种口径中的系统级口径一致；该口径选择在【10】中已论证，避免同一模型因分母不同而产生 38 倍的表述差异。

四、单因子敏感性：哪个因子决定结论

以基准 1.66 为中心，逐个取悲观/乐观、其余固定，做单因子敏感性分析：

图10 综合倍数的单因子敏感性

η_stable（钠电供电）跨度最大（1.41~1.99）：它既是最大的增益杠杆，也是最大的不确定性来源，两端为【12】的区间解析外推；
α（存算一体）次之（1.51~1.83）：两端已由【10】三档情景实跑验证；
冷却（热侧）1.54~1.74，跨度最小且有实测支撑：结论结构性最稳；
β（网络内计算）与 η_bat（电池效率）单因子影响均不足 1%：前者作用的通信子项在稠密解码下仅占 1.1%，后者吞吐损耗占总电量比例很低。

图10 为单因子扰动（one-at-a-time）结果；α/β 联合的 1.51~1.83 已由模型实跑，η_stable 两端为解析外推。多个因子同时取极端的联合区间需完整模型扫描，本文不给出，以免口径错误叠加。 据此，结论采用两种表述：

可直接引用的实跑区间：同样的电，有效算力提升约 1.5~1.8 倍；
纳入 η_stable 估计区间后的单因子敏感性包络：约 1.4~2.0 倍。

该排序的场景前提见 §六：钠电杠杆成立于"任务无弹性 + 电网硬约束 + 小时级波动"的场景，在可错峰负载下其增量收窄。

五、硬件实测：最优点由系统自行收敛

【13】用 ESP32-S3、功率电阻（模拟芯片）、DS18B20 与风扇搭建冷却侧闭环原型，对同一热源做三组对照：

策略	稳态温度	风扇占空比	PUE	有效算力指数
过度冷却（100%）	32.0°C	100%	2.000	0.500
过度激进（0%）	45.1°C	0%	1.000	0.643
闭环调控	38.2°C	8.2%	1.082	0.913

闭环策略的有效算力指数比过度冷却高 83%、比过度激进高 42%。控制器仅给定目标温度，未给定最优占空比，风扇出力由反馈自行收敛到 8.2%。

这与仿真形成交叉验证：仿真【05】给出"存在最优冷却液温度 ≈25°C"，硬件【13】给出"存在最优风扇占空比 ≈8%"，二者结构一致，均为"两个相反效应相交产生最优点"；硬件闭环 PUE≈1.082 与仿真自然冷却端的 1.080 数量级接近。需要声明：硬件为 10W 小模型，PUE 仅含芯片与风扇，与冷板微通道的绝对口径不同，该数值仅说明闭环策略收敛到低冷却开销，不能作为真实 AIDC 的 PUE 结论。

六、跨议题修正：η_stable 的提升须按时间尺度分层

【12】对 η_stable 的锚定基于五条悟的小时级削峰设定（100MW、峰谷差 50MW、30MW/60MWh）。跨议题的 Claire 项目（Akira）采用 NLR 公开 H100 实测功率曲线（0.2s 采样）与 AcmeTrace 任务轨迹（221 个精确配对）做了更细时间尺度的仿真，表明供电稳定性的提升不能笼统归为"配置大储能平滑"，而应按时间尺度分层：

时间尺度	波动来源	主要手段	储能量级	钠电角色
分钟级	任务并发、峰谷	任务错峰（软件前置）	联合侧约 0 kWh	不直接需要
亚分钟	作业内 0.2s 功率起伏	高倍率快层 C_fast=P_gap/r	0.057~0.34 kWh（6C/1C）	与 LFP 机制无差异
小时级	电网削峰、绿电移峰	长时 BESS C_req=max(D/u,1/rate)	MWh 级	当前价格位于 LFP 一侧

关键证据：

221 个精确配对中，任务错峰均降低分钟级峰值增量储能；
0.2s 回放的 330 条动态轨迹中 238 条失效（72.1%），其中 84.9% 首因是瞬时功率—电网边界，即约束主要是 kW（功率）缺口而非 kWh（能量）；6C 快层中位容量 0.057 kWh，1C 为 0.340 kWh；
化学标签删除对照中，matched-Na 与 LFP 在 48/48 条轨迹上容量完全相同，说明快层价值来自倍率规格而非化学体系；
长时层当前同口径系统价格比 r_obs≈1.34~2.29，高于盈亏线 r*=1.0（或 0.85），仍位于 LFP 一侧。

由此对本议题结论作三点限定：

图10 中钠电（η_stable）为最大杠杆，成立于任务无时间弹性（如实时推理）、电网硬容量约束、小时级波动的场景；
对可错峰的训练/批处理负载，分钟级波动由软件前置消除，钠电硬件的增量收窄；
亚分钟缺口需高倍率快层，钠电并不相对 LFP 占优；长时层当前经济性亦不占优。

因此，"钠电平滑保算力"不是无条件结论，其价值随任务 SLA 与时间尺度变化。对应的最优容量亦不应取单一 MW：快层按 P_gap/r、长时按 D/u/rate 与价格阈值配置；本模型 10MW 与五条悟 30MW/60MWh 均为单一削峰岗位、不同规模的粗估，仅作 fallback，站点级容量需将分层规则代入真实 SLA 与功率曲线后确定。

七、数据来源分级

级别	定义	对应结论
A	本团队实测	热阻 R_th、最优液温 25°C、降频 150 格点（【04】【05】【11】）、冷却硬件闭环占空比 8.2%/EFF 0.913（【13】）
B	本团队模型实跑（输入含实测与文献）	综合倍数 1.51~1.83、算力-能耗曲线、AI 冷却 Demo（【06】【07】【10】）
C	公开文献或社区共建数据，有出处但非本团队实测	α/β 区间、η_stable 锚点、η_bat、钠电寿命与成本（【10】【12】及五条悟、Frank、人杰）；真实 H100 轨迹的时间尺度分层仿真（Akira，§六）
D	假设或 fallback，待验证	降频阈值 85°C 与系数 2.5%/°C、η_stable 系统级硬件值、站点级分层容量、单通道几何

对外陈述时，热侧结论可表述为本团队实测（A 级）；综合倍数为模型实跑（B 级）；存算、钠电及时间尺度分层应表述为有出处的文献或社区估计（C 级）；D 级参数不得作为结论引用。

八、局限

η_stable 尚无系统级硬件实测。 现有硬件【13】仅覆盖冷却侧，非"电网功率约束 → IT 有效算力产出"的系统级测量；η_stable 区间（【12】）与时间尺度分层（§六）目前均为锚定估计或仿真，待系统级硬件回填；
最优容量无单一 MW 值。 跨议题研究主张分层配置，本模型 10MW 与五条悟 30MW/60MWh 为不同规模、单一削峰岗位的粗估 fallback，站点级容量待代入真实 SLA 与功率曲线；
降频阈值与系数无芯片手册一手值，【11】仅证明结论对其不敏感，未给出真实值；
热仿真为单通道几何，R_th 比量产多通道冷板约高一个数量级，绝对温度偏高，但相对结论方向不变；泵功耗未计入 E_cool；
硬件为 10W 小模型，非真实 AIDC，数值不具直接外推性；
钠电经济性在【08】中已修正为"有条件成立"，受电芯价格与寿命折扣影响；长时层当前同口径价格仍位于 LFP 一侧，非确定结论。

九、研究展望

η_stable 系统级验证（最高优先级的未测项）：在可编程电网模拟器（设定功率上限、跌落、峰谷，0.2s 回放 NLR 波形）下，接入带功耗墙的 IT 负载与钠电/LFP 模组及双向 PCS，以固定 benchmark 的单位时间完成量度量有效算力，比较"无平滑／软件错峰／软件+硬件"三工况，分别标定分钟级、亚分钟、小时级的 η_stable；
物理验证闭环：由 10W 冷却原型升级为真实 GPU、冷板与储能模块，按可承接的实验步骤、物质与成本清单形成迭代闭环（社区共建者 Peter YU 建议的方向），并探讨以 API 形式对接实际场景；
多因子联合扫描：在真实电网功率曲线下完成多因子联合实跑，替代图10 的单因子外推；
负极材料工艺：硬碳负极的生物质制备路线可能改变电池成本结构与工业制造逻辑，列为后续探索（评审建议），本项目不预设结论；
由参数反推商业边界的方法，或为 AIDC 全球工程落地提供一种区别于传统正向工程核算的评估体系；储能在其中的定位（配套部件或耦合电力与算力的基础设施）是开放命题，留待后续研究讨论。

结论

同样的电，有效算力提升约 1.5~1.8 倍（模型实跑；纳入 η_stable 估计区间后的单因子包络约 1.4~2.0 倍），该增益在任务无弹性、电网硬约束的场景下最充分；
其中热侧最优设定点（25°C、硬件闭环占空比 8.2%）为本团队 COMSOL 与硬件实测，结构性最稳；
供电侧是最大杠杆也是最大不确定性，但其价值按时间尺度分层：分钟级靠任务错峰、亚分钟靠高倍率快层（不依赖钠电化学）、小时级才是大储能且当前经济性不占优；
最优容量、降频手册值、η_stable 系统级硬件值均为 D 级待验证项，已明确标注，不作为最终结论引用。