数据中心市场发展十大趋势

随着人工智能的不断发展和成熟，将有可能彻底改变从医疗保健、金融、生产制造到交通、娱乐等众多行业。市场对人工智能的巨大需求推动了新的芯片和服务器技术的发展，这些变化将对数据中心的建设、电力需求、水资源消耗、供配电和制冷技术与架构带来颠覆性的挑战。

1. 人工智能带来需求激增与高度集成化

人工智能工作负载（例如机器学习和自然语言处理）的计算强度极其庞大。训练像GPT-4这样复杂的人工智能模型，可能需要数千个专用处理器持续运行数周之久。

随着人工智能在各行业普及，对支撑这些工作负载的基础设施需求也急剧增长。根据TD Cowen的研究表明，仅在2023年一个短短90天统计期间内，美国终端用户签署的数据中心租约总量飙升至令人瞩目的2.1吉瓦。这一数字占据整个美国第三方数据中心市场规模的近五分之一。

到2030年，数据中心的容量预计将增加二倍以上，而人工智能可能会进一步推动数据中心需求的大幅增长，使得数据中心容量需求增加远远超过这一数字（据戴尔公司首席执行官 Michael Dell预测，人工智能将在未来10年推动数据中心需求增长100倍）。

图表1 到2030年，数据中心的容量将增加两倍以上

与此同时，人工智能正推动数据中心密度达到前所未有的水平。人工智能机架的功耗可能高达50至100千瓦，而传统企业工作负载仅需5至10千瓦。

这意味着，数据中心每平方英尺的供电和制冷能力必须大幅提高，才能满足人工智能的需求。随着支持更大、更复杂模型的新一代人工智能训练硬件的推出，数据中心运营商将面临部署超高密度机架的严峻挑战。

2. 云服务市场持续增长

数据中心在应对人工智能需求的同时，也在持续满足传统和云工作负载的增长需求，随着企业IT工作负载的不断迁移，传统和云工作负载的需求均呈现显著增长。根据IDC的预测，到2027年，云基础设施的支出预计将达到1,567亿美元，超过计算和存储基础设施总支出的三分之一。

图表 2 云市场价值预计每年增长28.4%复合年增长率(CAGR)

企业采用云技术的方法越来越复杂。弹性模式至关重要，通过这种模式企业将工作负载战略性地分布至多个云平台和自有数据中心。这种混合型多云战略不仅使企业能够优化每个应用程序的成本、性能和正常运行时间，同时还可以规避云提供商锁定和中断的风险。

3. 云服务提供商正在构建新的可用服务区

为了满足不断增长的需求，云服务提供商正积极扩大其全球布局，包括推出新的云区域和可用区（AZS），以满足现有地域和区域的承载能力（一个云地域涵盖一个或多个可用区，而一个可用区由一个或多个数据中心构成）。将云实例部署于多个可用区，以确保提供商能够向更广泛地域的客户提供低延迟服务，同时提供内置冗余和故障转移功能。通过在一个地域内的多个可用区之间复制工作负载，云服务提供商可以确保高可用性，并减少本地服务中断的风险。

4. 成本日益攀升

为满足数据中心容量的巨大需求，企业必须进行大规模的资本投入。数据中心规模日益庞大，其平均成本现已攀升至10亿美元以上的水平。尽管自筹资金和债务融资等传统融资模式仍占据重要地位，但为了满足项目资金需求，众多数据中心运营商正转向创新的融资策略，如投资组合优化、预售、合资合作以及售后回租等方式。

5. 运营商积极强化可持续发展战略

随着企业认识到减少环境足迹对于减缓气候变化、风险管理、满足客户需求以及吸引投资者具有关键意义，可持续发展已成为很多企业的战略重点之一。为了提升可持续性，各行各业正在积极采取行动，包括设定科学的减排目标、投资可再生能源，并努力降低供应链中的碳足迹。鉴于此，数据中心运营商正在实施一系列措施，以最大程度上地减少对环境的影响——包括部署节能节水设备，以及利用人工智能工具来优化资源消耗。可再生能源已成为其中的关注焦点，并且数据中心越来越多地采用太阳能、风能等清洁能源进行供电。在某些情况下，某些运营商还在建设自己的可再生能源发电厂。

6. 供应链限制逐渐缓解

新冠疫情引发的制造和运输瓶颈（尤其是需求的急剧增长进一步加剧了这一问题）使数据中心供应链周期显著延长。以发电机为例，其行业平均交付周期从原先的20-30周飙升至72-104周以上。总体而言，随着制造商和物流供应商积极应对库存积压问题，并加大产能以满足日益增长的市场需求，供应链的紧张状况正在得到缓解。根据旧金山联邦储备银行的研究显示，供应链压力从2022年年中开始大幅缓解。不过，一些数据中心关键基础设施的交付周期仍然较长；例如发电机和变压器的交付周期仍需两年之久。

图表3 全球供应链压力正在缓解

7. 电力供应愈发紧张

在美国和欧洲，尽管供应链限制有所缓解，但电力限制的问题却愈发严峻，因为数据中心等行业对电力需求的增长速度远超电力设施的供应增速。

在许多市场中，数据中心站点的电力设施互联可能需要数年时间。在世界上最大的数据中心枢纽弗吉尼亚州北部，由于当地积压问题已经长达数年，开发商面临着重大的新电力连接挑战。而在都柏林，电力短缺阻碍了新数据中心的发展。

数据中心运营商、公用事业公司和政策制定者需要密切合作才能克服这些挑战。现场发电、储能和电网互通基础设施等解决方案有助于缓解这些限制因素。尽管如此，随着需求的持续增长，确保电力充足供应仍将是该行业面临的关键性挑战。

8.建设许可批准难度增加

随着社区积极应对数字基础设施的迅速增长，公众意见正在成为影响数据中心发展的关键因素。由于公众担心数据中心对当地资源和生活质量造成影响，这导致了开发商、居民和政府之间的关系变得尤为紧张。

同时，对噪音、用水量增加和电网压力的担忧，使得一些社区将数据中心视为负担而非利益来源。这些公众意见正逐步渗透到政策制定中。

资源限制和当地居民的反对，使得阿姆斯特丹和新加坡对数据中心的发展实施了限制措施。而在全球最大数据中心市场弗吉尼亚州，立法者已提出一系列发展限制法案。在佐治亚州，立法机构暂停了该州对数据中心的销售税豁免，为期两年，在此期间，州委员会将审查数据中心对佐治亚州电网的影响。

除了公开的监管限制外，许可程序也日益变得复杂且耗时。一些司法管辖区要求在批准新的数据中心项目之前，开展详尽的环境影响研究和公开听证会。为了获得支持，开发商必须更加积极地与当地利益相关者沟通，并强调数据中心为社区带来的经济和社会效益。解决公众关注的问题并建立信任对于数据中心行业获得长期发展至关重要。

9. 新的电力和冷却技术成为热点

在可持续发展理念的倡导下、公众对电力问题的日益关注以及电力供应限制的背景下，开发商正在探索新的电力技术。正如之前所提到的，现场发电和储能不仅有助于缓解电力供应的限制，还可以提高可持续性（前提是无碳发电）。

小型模块化反应堆（SMRs）作为现场核能发电的一种形式，也越来越受到市场关注。然而，在一些社区，这一技术可能会遭遇比开发商以往所面临的更为强烈的公众反对和监管审查。

微电网，这种集成了现场发电、储能和智能控制系统的解决方案，也备受瞩目。通过实现数据中心在必要时独立于电网运行，运用微电网不仅能够延长正常运行时间，还能有效减少对柴油发电机的依赖。

燃料电池，凭借其清洁的电化学发电过程，成为另一种备受期待的电力方案。然而，这些创新技术并非一蹴而就。以小型模块化反应堆（SMRs）为例，目前其尚处于初步阶段，可能需要超过7年的时间才能开始部署。

为了支持更高密度的数据处理并减少水资源的消耗，开发商也在积极采用新的冷却技术。具体来说，液体冷却技术将很快成为处理人工智能和其他高级工作负载中极端热密度的先决条件。将液体冷却剂直接引入服务器机架，能够支持比传统空气冷却更高的功率密度，同时显著降低能耗。

10. 模块化集成系统备受青睐

以上描述的九大趋势正在改变数据中心的选址、设计、开发和运营方式。然而，这些趋势并不会淘汰现有设施，运营商仍需同时应对传统与新兴的工作负载。为了增强设施的适应性和应对未来需求的能力，数据中心开发商正采取“模块化集成系统”策略，即逐步引入新技术，从而避免大规模且成本高昂的全面改造。例如，运营商可能仅在一个数据大厅中部署新冷却系统，而无需对整个设施进行大规模改动。这种灵活性的核心在于采用标准化和可互操作的组件。