2025年數(shù)據(jù)中心能源發(fā)展的十大趨勢分析

近日，華為發(fā)布面向2025年數(shù)據(jù)中心能源十大趨勢，包括 “高密、彈性、綠色、快速、全數(shù)字化&AI智能、全模塊化、供電極簡&鋰進(jìn)鉛退、風(fēng)液融合&風(fēng)進(jìn)水退、比特瓦特聯(lián)動(dòng)、安全可信”。

2010~2019，數(shù)據(jù)中心行業(yè)經(jīng)歷了波瀾壯闊的十年，從數(shù)據(jù)機(jī)房到數(shù)據(jù)中心，發(fā)展到今天的云數(shù)據(jù)中心。而下一個(gè)黃金時(shí)代，人工智能、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、5G等新技術(shù)迅猛發(fā)展，數(shù)據(jù)中心在迎來市場需求激增的同時(shí)，也面臨著建設(shè)資源獲取難、建設(shè)周期長、能耗高等問題，在架構(gòu)彈性和運(yùn)維等方面也存在諸多挑戰(zhàn)。華為結(jié)合對(duì)IT、數(shù)據(jù)中心行業(yè)的洞察，以及自身在數(shù)據(jù)中心建設(shè)方面的實(shí)踐，提出《面向2025年數(shù)據(jù)中心能源十大趨勢》。

趨勢一：高密

隨著IT算力持續(xù)演進(jìn)，CPU和服務(wù)器功率持續(xù)提升；伴隨AI應(yīng)用的需求增長，AI算力比重進(jìn)一步提升。為平衡效率和成本，數(shù)據(jù)中心必將向高密化發(fā)展。當(dāng)前，數(shù)據(jù)中心單柜平均功率為6~8kW，預(yù)計(jì)到2025年，15~20kW/柜將成為主流。

趨勢二：彈性

IT設(shè)備的生命周期一般為3~5年，大體上其功率密度每5年翻一倍，而數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施的生命周期為10~15年。數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施需支持架構(gòu)彈性、分期投資，以生命周期最優(yōu)的CAPEX滿足2~3代IT設(shè)備的演進(jìn)；同時(shí)，由于承載的IT業(yè)務(wù)不同，數(shù)據(jù)中心須匹配不同功率密度的IT設(shè)備混合部署。

趨勢三：綠色

當(dāng)前全球數(shù)據(jù)中心的耗電量約占總量的3%，預(yù)計(jì)到2025年總耗電量將達(dá)1000TWh以上，節(jié)能減排和降低運(yùn)營成本面臨巨大挑戰(zhàn)，降低數(shù)據(jù)中心PUE和建設(shè)綠色數(shù)據(jù)中心成為必然方向。利用清潔能源、余熱回收，以及在數(shù)據(jù)中心全生命周期內(nèi)最大限度地節(jié)約資源（節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材等），保護(hù)環(huán)境和減少污染，是大勢所趨。預(yù)計(jì)未來五年內(nèi)，中國新建數(shù)據(jù)中心PUE將進(jìn)入1.1時(shí)代。

趨勢四：快速

互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)呈現(xiàn)短時(shí)間內(nèi)快速爆發(fā)的特征，業(yè)務(wù)側(cè)數(shù)據(jù)和流量需求激增，要求數(shù)據(jù)中心必須快速投入使用；另一方面，數(shù)據(jù)中心由支撐系統(tǒng)轉(zhuǎn)為生產(chǎn)系統(tǒng)，更快上線意味著更快收益。當(dāng)前數(shù)據(jù)中心TTM典型水平是9~12個(gè)月，預(yù)計(jì)未來將縮短至6個(gè)月以內(nèi)。

趨勢五：全數(shù)字化，AI智能

數(shù)字化和智能化是數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施演進(jìn)的必由之路。隨著IoT/人工智能技術(shù)的不斷完善，數(shù)據(jù)中心將逐步實(shí)現(xiàn)由運(yùn)維、節(jié)能、運(yùn)營等單域的數(shù)字化，向規(guī)劃、建設(shè)、運(yùn)維、優(yōu)化的全生命周期數(shù)字化和自動(dòng)駕駛演進(jìn)，AI將得到普遍應(yīng)用。

趨勢六：全模塊化

應(yīng)對(duì)傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心建設(shè)緩慢和初期投資成本大的弊端，更多數(shù)據(jù)中心將實(shí)踐全模塊化的建設(shè)理念。模塊化設(shè)計(jì)將從部件模塊化演進(jìn)到架構(gòu)模塊化、機(jī)房模塊化，最終實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心全模塊化。全模塊化具備快速部署、彈性擴(kuò)容、運(yùn)維簡單、高效節(jié)能等優(yōu)勢。

趨勢七：供電極簡，鋰進(jìn)鉛退

傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)存在系統(tǒng)割裂且復(fù)雜、占地面積大、故障定位難等問題，極簡的供電架構(gòu)將減少變換次數(shù)，縮短供電距離，減少占地，提升出柜率和系統(tǒng)能效。同時(shí)，相對(duì)傳統(tǒng)鉛酸電池，鋰電池在占地面積、使用壽命等方面存在優(yōu)勢，隨著鋰電池成本的不斷下降，未來將在數(shù)據(jù)中心規(guī)模應(yīng)用。

趨勢八：風(fēng)液融合，風(fēng)進(jìn)水退

GPU、NPU的應(yīng)用促進(jìn)高密場景增多，液冷系統(tǒng)越來越普遍。但部分存儲(chǔ)與計(jì)算業(yè)務(wù)仍為低密場景，為快速適應(yīng)未來不確定的IT業(yè)務(wù)需求，制冷方案需兼容風(fēng)冷系統(tǒng)和液冷系統(tǒng)。同時(shí)，由于冷凍水系統(tǒng)架構(gòu)復(fù)雜，不利于快速部署和運(yùn)維，而模塊化架構(gòu)的間接蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)可縮短部署時(shí)間、降低運(yùn)維難度，同時(shí)充分利用自然冷卻資源，大幅降低制冷系統(tǒng)的電力消耗，在氣候適宜區(qū)域?qū)⒅鸩饺〈鋬鏊到y(tǒng)。

趨勢九：比特瓦特聯(lián)動(dòng)

降低PUE不意味著數(shù)據(jù)中心總體能耗最優(yōu)，需把數(shù)據(jù)中心作為整體來評(píng)估和優(yōu)化能耗，而不只是聚焦在數(shù)據(jù)中心能源基礎(chǔ)設(shè)施。通過能源、IT、芯片、數(shù)據(jù)、云的全棧聯(lián)合創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)比特和瓦特的聯(lián)動(dòng)，達(dá)到動(dòng)態(tài)節(jié)能，全系統(tǒng)能效最優(yōu)。

趨勢十：安全可信

數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施智能化程度不斷提升，隨之面臨的網(wǎng)絡(luò)安全威脅成倍增加。數(shù)據(jù)中心須同時(shí)需要具備韌性、Security安全性、隱私性、Safety安全性、可靠性、可用性六個(gè)特征，以避免由環(huán)境因素、惡意人員發(fā)起的攻擊威脅，包括網(wǎng)絡(luò)入侵類的威脅。