IDC发展历程与未来发展分析

最佳答案 匿名用户编辑于2025/05/19 09:36

能否满足能源需求成为 IDC 选址的首要考虑因素。

1.IDC发展历程:2020年步入算力中心阶段

IDC 发展历程可分为网络中心阶段、信息中心阶段、云中心阶段和算力中心阶段:

网络中心阶段:互联网公司兴起,PC 端对网络的要求不断增加,数据中心开始逐渐 成为网络流量的载体。三大运营商是机房、网络和主机的主要提供商和托管商,服务 形态以零散网络服务器为主。

信息中心阶段:企业自建数据中心(EDC)、互联网数据中心(IDC)开始逐渐出现, 中国的互联网行业迎来了大发展时代,2010 年我国 IDC 市场规模达到 79.7 亿元。用 户对于数据中心的要求不断提高,IT 服务质量成为关注的重点。

云中心阶段:传统服务器托管、机架租赁等 IDC 服务形式逐步被云计算取代,对大 规模数据中心承载提出更大需求,IDC 市场持续高速增长。市场供给侧呈现运营商、 第三方、跨界方多主体竞争格局,服务形态转变为相对集中的大型云数据中心。

算力(人工智能)中心阶段:2020 年以后,云计算、大数据、AI 等新数字技术的加 速发展,驱动数据云存储及计算、智能算力、边缘算力等需求持续增长。面对如此巨 大的算力需求,传统的数据中心已逐渐力不从心。2022 年 ChatGPT 的横空出世开启 AIGC 这一全新业态,推动 AI 发展进入以多模态和大模型为特色的 AI 2.0 时代,推 动智算设施建设进入新阶段。

3.IDC将何去何从?

 技术架构跃迁:超高密度与异构计算驱动算力革命

AIDC 相较于传统 IDC,在算力和功耗方面有显著提升。传统 IDC 单机柜功率密度通常在 4-8kW,而 AIDC 单机柜功率密度可达 20-100kW,算力密度指数级增长,AIDC 通过 GPU 集群(如英伟达 GB200 NVL72 架构)、CPU+GPU+NPU 异构计算架构及预制化模块设 计,实现算力效率与交付速度的双重突破。 更高功率密度的机柜是整体趋势。据 Uptime 数据,2020 年平均机柜的功率密度只有 8.4KW,而如今大型人工智能集群的机柜功率密度从 30 kW-100 kW 不等。据华为 2023 年 3 月发布的《数据中心能源十大趋势白皮书》预计,未来五年单 IT 机柜功率密度将从 当前的 6-8KW 向 12-15KW 演进。 高密度负载对智算中心供配电、温控设备等提出了更高的要求。据施罗德电气发布的《人 工智能带来的颠覆:数据中心设计的挑战及相关指南》报告,北美数据中心传统电压为 120/208 V,适用于相对较低的机柜功率密度(每个机柜大约 2~3 kW)且服务器使用 120 V 电源线供电的情况,但难以满足人工智能集群等高密度负载的需求。 AI 技术的精进导致电力消耗剧增。据 Artificial Intelligence Index Report 2023 统计,各类 先进 AI 模型如 DeepMind Gopher、Hugging Face BLOOM、OpenAI GPT-3、Meta OPT 的单次训练耗电量分别高达 1066MWh、433MWh、1287MWh 和 324MWh。

 绿色高效协同:低碳供电与液冷散热重塑能效标准

算力增长需要更多的电力支持,绿色能源将成为算力能源的主要供给方式。中国的数据中 心最早建设于 1998 年-1999 年时期,当时设计用电是 2KW/m²。在 AI 时代,单台机器承 载的任务发生巨大变化,电力密度大幅跃升至 12KW/m²到 20KW/m²不等,甚至高达 50KW/m²。因此优化电力供应和配电架构、升级制冷方案,成为 AIDC 建设和升级改造的 重要趋势之一,园区形态也同步向着规模变大、能源富集的方向倾斜。如今,AIDC 主要 采用液冷或风液混合的散热技术,同时优化电力供应和配电架构。 高功率芯片及高密度机柜导致的高能耗散热需求推动数据中心向液冷变革。根据《“双碳” 目标下数据中心绿色发展可行路径研究》,2022 年在数据中心能耗四大构成中,IT 设备 约占 45%,制冷系统占比达 43%,供配电系统占比 10%,照明及其他损耗占比 2%。温 控系统节能是数据中心节能的核心之一,也是降低数据中心能源消耗的重要途径。相比传 统风冷,液冷技术具备高效散热、低能耗、低 TCO、低噪声和低占地面积等显著优势。 但考虑到液冷产业链目前仍在布局前期,接口标准化及设备可靠性等问题尚未得到解决, 因此短期内仍将是风液共存的局面,液冷渗透率将会持续提升。 服务智算化,对数据中心的运维、设计提出更高要求。2023 年 10 月工信部等六部门发布 的《算力基础设施高质量发展行动计划》提出,到 2025 年,整体算力规模超过 300 EFLOPS,智能算力占比达到 35%。智算中心相比传统 IDC,主要区别体现在更高密度 的机柜部署、更严苛的选址要求以及由于功率改变导致的供配电、温控部署变化上。

建设低碳绿色化,“东数西算”工程 PUE 限制推动数据中心向高效节能发展。工信部在 2021 年 7 月印发了《新型数据中心发展三年行动计划(2021-2023 年)》的通知,明确 用三年时间基本形成布局合理、技术先进、绿色低碳、算力规模与数字经济增长相适应的 新型数据中心发展格局,提出到 2021 年底,全国数据中心平均利用率力争提升到 55%以 上,新建大型及以上数据中心 PUE 降低到 1.35 以下。到 2023 年底,全国数据中心机架 规模年均增速保持在 20%左右,平均利用率力争提升到 60%以上,总算力超过 200 EFLOPS,高性能算力占比达到 10%。国家枢纽节点算力规模占比超过 70%。新建大型 及以上数据中心 PUE 降低到 1.3 以下,严寒和寒冷地区力争降低到 1.25 以下。2022 年 1 月份,国家发改委同意启动建设全国一体化算力网络国家枢纽节点的系列复函中明确要求, 国家算力东、西部枢纽节点数据中心 PUE 分别控制在 1.25、1.2 以下。 数据中心用电量和二氧化碳排放量处于增长态势,节能优化和能源替换是两大减排途径。 根据 CDCC 数据,2021 年,全国数据中心用电量 937 亿度,占全社会用电量达到 1.13% (国家统计局数据相对更高,接近 CDCC 数据的两倍),二氧化碳排放量约为 7830 万吨, 占全国二氧化碳排放量比重为 0.77%。预计到 2025 年,全国数据中心用电量达到 1200 亿度,全国数据中心的二氧化碳排放总量预计将达到 10000 万吨,约占全国排放总量的 1.23%。

 AIDC集群化发展趋势:东数西算战略下的全球资源优化

能否满足能源需求成为 IDC 选址的首要考虑因素。据 DatacenterHawk,2023 年北美主 要市场数据中心处于供不应求的状态,AI 及云计算带动下数据中心需求增长较快,但电力 供给无法迅速扩张,限制了数据中心供给的增长。在此背景下,是否拥有充足的能源供应 成为数据中心选址的首要考率因素,如亚马逊在宾州一核电站旁买下了一个数据中心, Meta 计划在德州埃尔帕索投资 8 亿美元建设计算设施。同时,有越来越多的数据中心选 择自建现场发电设备,微软耗资 1 亿欧元在爱尔兰都柏林建造一座 170MW 的天然气发电 厂;国内如润泽科技在京津冀、长三角园区内自建 110KV/ 220KV 变电站。 在国内,布局集群化,超大型数据中心增长迅速,西部绿电资源与东部低时延需求协同, 呈现由中心向周边、东部向西部转移的趋势。政策端,国家提出“东数西算”工程,布局 八大算力枢纽节点,包括京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝等用户规模较大、应用需 求强烈的节点,以及贵州、内蒙古、甘肃、宁夏等可再生能源丰富、气候适宜、数据中心 绿色发展潜力较大的节点,并规划了 10 个国家数据中心集群。市场主体端,以运营商为 代表的参与者积极部署算力网络一体化,互联网、云厂商等企业积极参与智算中心集群建 设。中国电信临港智算中心位于上海,于 2024 年 3 月 22 日宣布正式启用,是全国首个 万卡规模国产液冷集群,首批 1.5 万卡。

AIDC交付速度提升,预制化模块化或成行业趋势

为了应对 AI 发展对算力的巨大需求,AI 厂商对于 AIDC 的建设速度提升和交付能力提高 的需求也越来越迫切。AIDC 提供商和上游厂商的交付模式也相应发生了很大变化,以预 制化集装箱形式交付智算中心系统模块的交付形式正逐步成为新一代 AIDC 建设的标准模 式。 预制化交付模式的关键能力之一是不同系统的高水平“模块化预制”技术,例如柴发方舱、 配电模块、IT 模块、制冷模块等,使客户能够根据自身的建设需求灵活集成建筑模块。这 种“搭积木”的方式,破除了传统 IDC 面临的交付周期长、成本高及质量参差不齐等难题。 预制化交付模式下,AIDC 厂商出海建设可以有效避免因海外建设地政策、人力等各类因 素造成的交付效率消耗和交付质量不稳定等问题,同时大幅提高了交付速度,保障了交付 质量。例如,AIDC 建设商秦淮数据表示,该种模式下,其在中国可实现最快 6 个月交付 超大规模数据中心,在亚太其他地区可实现 8 个月内交付。而在传统交付模式下,这一时 间一般是 2 年。

 AIDC建设全球化,东南亚成为国内厂商AIDC建设出海核心区

随着全球数字化步伐不断加速,中国的智算中心正积极探索海外市场。随着北美、欧洲及 东亚等经济发达地区数据中心市场趋于成熟,增长速度逐步放缓,新兴区域如东南亚、中 东及非洲等地,尤其是东南亚地区,正展现出强劲的增长势头,预计未来将保持 15%至 20%以上的高速增长率,成为全球数据中心产业发展的新引擎与核心驱动力。 2024 年 5 月,阿里云宣布将在全球五个国家投资新建数据中心,分别位于韩国、马来西 亚、菲律宾、泰国和墨西哥。2024 年 6 月,字节跳动宣布计划投资 100 亿林吉特(约合 21 亿美元)在马来西亚建立一个区域人工智能中心同时额外追加 15 亿林吉特(约合 3.2 亿美元)投资扩建其在马来西亚柔佛州的现有数据中心设施。2024 年 11 月腾讯云宣布计 划在印尼建设第三个数据中心,预计总投入资源价值约 5 亿美元,2030 年建设完成。

万国数据在中国香港地区和新加坡-柔佛-巴淡岛等主要枢纽市场建立领先地位。其在马来 西亚柔佛州形成了两个超大规模数据中心园区 NTP 和 KTP。日前万国数据马来西亚柔佛 州努沙再也科技园数据中心园区二期(NTP Campus 2)正式开园投运,园区总建筑面积 46,700 平方米,总 IT 容量 50MW,含两栋独立数据中心建筑(NTP4 和 NTP5)。同时 万国数据与印尼主权财富基金印尼投资局(INA)达成合作,在巴淡岛隆莎数码工业园共 同建设的首座数据中心(NDP1)的一期项目启动建设,净机房面积 2274 平方米。