上架率99%？AI爆發(fā)下北美數(shù)據(jù)中心進(jìn)入極限狀態(tài)

發(fā)布時(shí)間：

2025-03-17

近日，一份產(chǎn)業(yè)調(diào)查表明，2024年全球數(shù)據(jù)中心投資達(dá)到570億美元，AI需求成為主要驅(qū)動(dòng)力。其中，超大規(guī)模運(yùn)營商貢獻(xiàn)了80%的市場(chǎng)需求。同時(shí)，全行業(yè)正面臨空置率跌破3%。弗吉尼亞州的數(shù)據(jù)中心集群已接近滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，2024年新增的1.5GW容量中，94%被提前預(yù)定，空置率壓縮至1%以下。

在需求暴漲的同時(shí)，電力資源短缺的困境明顯。這其中，北美市場(chǎng)尤為突出，托管運(yùn)營商電力供應(yīng)量一年內(nèi)增長超40%，從12.4GW增至18GW，但另有30GW的規(guī)劃容量待落地。

技術(shù)迭代與能源困局

AI的算力需求正在改寫數(shù)據(jù)中心的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。單機(jī)柜功耗從傳統(tǒng)的6-8kW躍升至40kW，甚至于最新的GB200NVL72整機(jī)柜單柜功率就已經(jīng)達(dá)到120KW，迫使冷卻系統(tǒng)從風(fēng)冷轉(zhuǎn)向液冷。微軟在華盛頓州的數(shù)據(jù)中心試點(diǎn)中，浸沒式液冷技術(shù)使能耗降低40%，而阿里云在杭州的液冷集群已實(shí)現(xiàn)PUE值低至1.09。

新的能源布局成為必選項(xiàng)。據(jù)報(bào)告，美國部分區(qū)域已出現(xiàn)15MW的電力缺口，運(yùn)營商開始轉(zhuǎn)向德克薩斯州等新興市場(chǎng)，那里的風(fēng)電價(jià)格比傳統(tǒng)樞紐低30%。在巨大的能源需求下，核能等新型能源方案加速落地。

甲骨文、微軟等大企業(yè)均已簽署或開始落地小型核電站（SMR）的建設(shè)，一些數(shù)據(jù)中心企業(yè)也有類似的動(dòng)作，比如Oklo公司通過混合天然氣與核能的供電模式，已簽署總規(guī)模超14GW的長期協(xié)議，覆蓋Equinix等頭部運(yùn)營商；歐洲數(shù)據(jù)中心公司 Data4正在與西屋合作SMR的部署等。

西屋小型核電站（SMR）渲染圖

此外，供電系統(tǒng)也呈現(xiàn)了新的趨勢(shì)，比如傳統(tǒng)UPS供電系統(tǒng)逐漸被高壓直流方案取代，轉(zhuǎn)換效率從90%提升至98%。而AI訓(xùn)練集群的瞬時(shí)功耗波動(dòng)可達(dá)150%，對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)定性提出更高要求。

北美市場(chǎng)的擴(kuò)張呈現(xiàn)“核心飽和-邊緣崛起”特征。加州硅谷的數(shù)據(jù)中心上架率超過85%，迫使Meta等企業(yè)轉(zhuǎn)向內(nèi)華達(dá)州的沙漠地帶，那里閑置的比特幣礦場(chǎng)正被改造成AI算力中心，改造成本僅為新建項(xiàng)目的三分之一。而在歐洲，谷歌將芬蘭的舊造紙廠改造成地?zé)釘?shù)據(jù)中心，利用波羅的海的海水進(jìn)行自然冷卻。

中國市場(chǎng)的異同

中國市場(chǎng)的內(nèi)在差異巨大，很難一概而論。在北上廣深一柜難求的情形下，很多西部省份的數(shù)據(jù)中心上架率還不足50%。同時(shí)，過度集中的需求也給數(shù)字產(chǎn)業(yè)發(fā)達(dá)地區(qū)帶來極大的能源壓力。北京、上海、深圳等地已經(jīng)出臺(tái)了嚴(yán)格的能評(píng)要求，以引導(dǎo)數(shù)據(jù)中心的有序建設(shè)。

這一背景下，工信部于2022年啟動(dòng)了“東數(shù)西算”工程，推動(dòng)算力資源和需求向清潔能源更豐富的西部轉(zhuǎn)移，并設(shè)立了8大全國一體化算力網(wǎng)絡(luò)樞紐節(jié)點(diǎn)和10大數(shù)據(jù)中心集群。

“東數(shù)西算”工程樞紐節(jié)點(diǎn)分布圖

經(jīng)過三年的推動(dòng)和發(fā)展，截至2024年三季度末，中國算力總規(guī)模達(dá)268EFLOPS（以FP32單精度計(jì)算），算力應(yīng)用項(xiàng)目超1.3萬個(gè)，在用算力中心機(jī)架總規(guī)模超880萬架標(biāo)準(zhǔn)機(jī)架，58.3％的算力中心連接到國家骨干網(wǎng)，國家算力樞紐節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)20毫秒時(shí)延保障，65％的省市可在5毫秒內(nèi)接入算力數(shù)據(jù)集群。

從行業(yè)反饋看，當(dāng)前算力需求依舊旺盛，主要矛盾體現(xiàn)在算力供給與需求的錯(cuò)配，比如AI產(chǎn)業(yè)對(duì)芯片的需求、對(duì)智算中心的需求，均與此前數(shù)年的建設(shè)方向有一定差異，如何進(jìn)行調(diào)整和改造，是一個(gè)重大的課題。

世界范圍內(nèi)看，也有類似的問題存在。報(bào)告顯示，智算中心（AI專用數(shù)據(jù)中心）的占比從2023年的18%升至2025年的35%；邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)通過5G基站實(shí)現(xiàn)分布式部署，預(yù)計(jì)到2030年將承擔(dān)30%的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理。這些趨勢(shì)，也將在中國得到體現(xiàn)。

此外，技術(shù)領(lǐng)域也在塑造新的產(chǎn)業(yè)秩序。除液冷這一熱點(diǎn)外，供配電系統(tǒng)也將發(fā)生變化。SMR核能供電在美國已經(jīng)出現(xiàn)多例，究竟是一時(shí)所需，還是會(huì)成為未來建設(shè)的主流，也需要進(jìn)一步的觀察和分析。

這場(chǎng)由AI驅(qū)動(dòng)的產(chǎn)業(yè)變革，最終將檢驗(yàn)一個(gè)樸素的真理：算力的邊界，永遠(yuǎn)受限于能源與技術(shù)創(chuàng)新的平衡。

數(shù)據(jù)中心,算力中心,小母線

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