2023數(shù)據(jù)中心能源十大趨勢

數(shù)據(jù)中心能源十大趨勢2023白皮書數(shù)據(jù)中心能源十大趨勢2023白皮書前言數(shù)字化和低碳化，是世界發(fā)展的大趨勢和大潮流。數(shù)字化技術正在重塑社會，AR/VR超級體驗、汽車無人駕駛、智能制造、智慧醫(yī)療等新興生活和生產(chǎn)方式讓世界越來越便捷的同時，也推動著數(shù)字經(jīng)濟成為社會發(fā)展的主引擎。全球主要的47個國家數(shù)字經(jīng)濟統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2021年數(shù)字經(jīng)濟占前言數(shù)字化和低碳化，是世界發(fā)展的大趨勢和大潮流。數(shù)字化技術正在重塑社會，AR/VR超級體驗、汽車無人駕駛、智能制造、智慧醫(yī)療等新興生活和生產(chǎn)方式讓世界越來越便捷的同時，也推動著數(shù)字經(jīng)濟成為社會發(fā)展的主引擎。全球主要的47個國家數(shù)字經(jīng)濟統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2021年數(shù)字經(jīng)濟占GDP總量的比值高達45%①。未來5年的算力需求復合增長率達到50%②，數(shù)據(jù)中心作為數(shù)字經(jīng)濟和智能世界的底座，也將迎來黃金發(fā)展期。同時，“碳中和”成為全人類共識，已有130多個國家宣示了碳中和承諾。近年來，隨著數(shù)據(jù)中心規(guī)?？焖僭鲩L，其耗電量約占全球總用電量的2%，且還在急劇增加?！禪ptime全球數(shù)據(jù)中心報告2022》指出，2014年以來，全球大型數(shù)據(jù)中心PUE連續(xù)8年維持在1.6左右，數(shù)據(jù)中心能效水平仍存在較大優(yōu)化空間。為推動數(shù)據(jù)中心綠色發(fā)展，多個國家、國際組織發(fā)布相關政策，如中國要求到2025年新建大型、超大型數(shù)據(jù)中心PUE降到1.3以下③，而“東數(shù)西算”工程對八大節(jié)點數(shù)據(jù)中心PUE的要求則更為嚴格：西部小于1.2，東部小于1.25；歐洲數(shù)據(jù)中心運營商和行業(yè)協(xié)會宣布在2030年實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心碳中和④；美國加大了老舊低效數(shù)據(jù)中心的騰退力度，并要求新U.4U.。數(shù)據(jù)中心可用性和可靠性一直是行業(yè)的關鍵指標，能源利用效率（PUE）今年來也逐漸得到重視。隨著數(shù)據(jù)中心的爆發(fā)式增長，以及碳中和目標的全面要求，數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)正迎來前所未有的變化，在高可靠性和高效能源利用基礎上，未來數(shù)據(jù)中心還需要高可再生能源使用率、高水平智能化管理，具備快速部署、彈性擴容，以及全面可持續(xù)發(fā)展能力。華為數(shù)字能源與產(chǎn)業(yè)領袖、技術專家和行業(yè)客戶基于深入研討，并結合自身的深刻洞察和長期實踐，發(fā)布《數(shù)據(jù)中心能源十大趨勢白皮書》，希望為促進數(shù)據(jù)中心行業(yè)健康發(fā)展提供參考，貢獻智慧。0102數(shù)據(jù)中心能源十大趨勢白皮書數(shù)據(jù)中心能源十大趨勢白皮書趨勢六：預制化部件模塊化，極簡擴容和維護技術與應用15目錄01趨勢七：儲備一體技術與應用17趨勢一：低碳化源頭綠色化，綠色清潔能源、園區(qū)/屋頂疊光將得到更普遍應用用能高效化，PUE進入1.0x時代能源回收比例逐步提升，余熱再利用等新型節(jié)能技術加速應用技術與應用05趨勢八：分布式制冷技術與應用19趨勢二：可持續(xù)發(fā)展數(shù)據(jù)中心能源十大趨勢白皮書數(shù)據(jù)中心能源十大趨勢白皮書趨勢六：預制化部件模塊化，極簡擴容和維護技術與應用15目錄01趨勢七：儲備一體技術與應用17趨勢一：低碳化源頭綠色化，綠色清潔能源、園區(qū)/屋頂疊光將得到更普遍應用用能高效化，PUE進入1.0x時代能源回收比例逐步提升，余熱再利用等新型節(jié)能技術加速應用技術與應用05趨勢八：分布式制冷技術與應用19趨勢二：可持續(xù)發(fā)展高能源利用效率是可持續(xù)發(fā)展的必要條件水資源利用效率正變得越來越重要降低數(shù)據(jù)中心對周邊環(huán)境影響技術與應用趨勢九：智能營維數(shù)據(jù)中心基礎設施進一步數(shù)字化，實現(xiàn)全鏈路可視可管可控人工智能（AI）技術與應用0721趨勢三：快速部署技術與應用09趨勢十：安全可信技術與應用23趨勢四：高密化數(shù)據(jù)中心供電系統(tǒng)向融合高密發(fā)展高密化驅動液冷技術發(fā)展技術與應用1125結語趨勢五：彈性擴容一代數(shù)據(jù)中心基礎設施需匹配2~3代IT設備匹配不同密度靈活部署技術與應用1326縮略語0304趨勢一：低碳化源頭綠色化，綠色清潔能源將得到更普遍應用趨勢一：低碳化數(shù)據(jù)中心作為“高載能”產(chǎn)業(yè)，為實現(xiàn)“碳中和”，未來太陽能、風能等清潔能源將取代化石能源更普遍地應用于數(shù)據(jù)中心。中國發(fā)布了相關政策鼓勵使用太陽能、風能等可再生能源，通過自建電站拉電力專線或雙邊交易，提升數(shù)據(jù)中心綠色電力使用水平，促進可再生能源就近消納⑥。對于“東數(shù)西算”工程，要求聚焦創(chuàng)新節(jié)能，在集約化、規(guī)?；⒕G色化方面著重發(fā)力，鼓勵自發(fā)自用、微電網(wǎng)直供、本地儲能等手段提高可再生能源使用率，引導其向清潔低碳、循環(huán)利用方向發(fā)展。國外如Google、微軟等科技巨頭探索光伏+儲能及燃料電池的方案替代油機，減少直接碳排放。在政策推動和“碳中和”大勢下，未來綠色清潔能源的應用將愈加普遍。中，歐盟、日本、韓國等提出在2050年實現(xiàn)碳中和；中國提出2030年前實現(xiàn)碳達峰，2060年前實現(xiàn)碳中和；印度提出在2070年實現(xiàn)碳中和。在“碳中和”目標的驅動下，應用將普遍化。用能高效化，PU0時代趨勢一：低碳化源頭綠色化，綠色清潔能源將得到更普遍應用趨勢一：低碳化數(shù)據(jù)中心作為“高載能”產(chǎn)業(yè)，為實現(xiàn)“碳中和”，未來太陽能、風能等清潔能源將取代化石能源更普遍地應用于數(shù)據(jù)中心。中國發(fā)布了相關政策鼓勵使用太陽能、風能等可再生能源，通過自建電站拉電力專線或雙邊交易，提升數(shù)據(jù)中心綠色電力使用水平，促進可再生能源就近消納⑥。對于“東數(shù)西算”工程，要求聚焦創(chuàng)新節(jié)能，在集約化、規(guī)?；?、綠色化方面著重發(fā)力，鼓勵自發(fā)自用、微電網(wǎng)直供、本地儲能等手段提高可再生能源使用率，引導其向清潔低碳、循環(huán)利用方向發(fā)展。國外如Google、微軟等科技巨頭探索光伏+儲能及燃料電池的方案替代油機，減少直接碳排放。在政策推動和“碳中和”大勢下，未來綠色清潔能源的應用將愈加普遍。中，歐盟、日本、韓國等提出在2050年實現(xiàn)碳中和；中國提出2030年前實現(xiàn)碳達峰，2060年前實現(xiàn)碳中和；印度提出在2070年實現(xiàn)碳中和。在“碳中和”目標的驅動下，應用將普遍化。用能高效化，PU0時代eeUE高達5，而大部分新建數(shù)據(jù)中心可以達到5左右，未來，伴隨著政策的進一步縮緊和技術的進一步發(fā)展，越0能源回收比例逐步提升，余熱再利用等新型節(jié)能技術加速應用在大型數(shù)據(jù)中心園區(qū)，熱回收作為一種新型節(jié)能方案，已經(jīng)逐步落地并得到成功實踐。隨著政策關注度的加強，越來越多的數(shù)據(jù)中心關注并重視回收廢熱價值，通過熱通道將數(shù)據(jù)中心設備多余的熱量定向用于其他設施，提高余熱利用率，節(jié)省能源成本。北京市發(fā)改委出臺規(guī)定：數(shù)據(jù)中心應當充分利用自然冷源，通過自用、對外供熱等方式加強余熱資源利用。同時，規(guī)定的解讀中更是明確指出了“鼓勵數(shù)據(jù)中心充分利用機柜余熱等技術?！雹咴谟酂峄厥諔孟鄬Τ墒斓臍W洲，行業(yè)組織CNDCP列出歐盟綠色新政關鍵落地步驟，明確熱回收是關鍵路徑。北歐四國政府推薦新建數(shù)據(jù)中心接入熱力管網(wǎng)，最高補貼75%熱回收系統(tǒng)及其安裝費用。在政策加持下，隨著技術方案成熟度提升和成本下降，作為數(shù)據(jù)中心節(jié)能降碳的重要手段，未來余熱回收將加速應用。技術與應用阿聯(lián)酋某大型數(shù)據(jù)中心，采用100%太陽能發(fā)電給數(shù)據(jù)中心供能以及華為FusionDC預制模塊化解決方案進行建設，綠色能源&綠色建筑，將打造中東和非洲最大的綠色低碳數(shù)據(jù)中心。注釋：5G中國國家發(fā)改委等四部門聯(lián)合發(fā)文，2021年11月30日2021年0506趨勢二：可持續(xù)發(fā)展高能源利用效率是可持續(xù)發(fā)展的必要條件趨勢二：可持續(xù)發(fā)展數(shù)據(jù)中心耗電量超全球社會總用電2，備受社會關注。自0年，綠色網(wǎng)格（hereenri趨勢二：可持續(xù)發(fā)展高能源利用效率是可持續(xù)發(fā)展的必要條件趨勢二：可持續(xù)發(fā)展數(shù)據(jù)中心耗電量超全球社會總用電2，備受社會關注。自0年，綠色網(wǎng)格（hereenrid）提出“U”作為衡量數(shù)據(jù)中心能源效率標準的行業(yè)指標以來，它已逐漸被業(yè)界接受和認可。當前PUE仍長期高位運行，降低PUE響數(shù)據(jù)中心算力的情況下，降低運營成本，在化石能源發(fā)電占主導地位的時代，還可顯著降低碳排放，助力“碳中和”。值得一提的是，隨著PUE越來越趨近于1，IT設備本身的能效水平也逐漸被重視，一些更精細的指標被相繼提出，如單位算力的能耗水平。隨著清潔能源使用比例的提高，CUE指標，即PUE疊加可再生能源系數(shù)，也越來越重要。水資源利用效率正變得越來越重要可持續(xù)發(fā)展并不等于低碳或者零碳，廣義的可持續(xù)發(fā)展還需從環(huán)境、社會和公司治理（ESG）三個方面綜合考量。對數(shù)據(jù)中心而言，主要體現(xiàn)在對能源、資源的利用效率及對環(huán)境的影響等方面。在具體的衡量指標上，數(shù)據(jù)中心將從以往的唯PUE論，向UE、可再生能源利用率、水資源利用效率（UE）、碳利用效率（UE）、空間多維度綜合指標評價轉變。在數(shù)據(jù)中心可持續(xù)發(fā)展的趨勢下，要建設運營一座數(shù)據(jù)中心，并實現(xiàn)價值利用最大化，供水、土地及市電容量等資源的高效利用也不可或缺，WUE、GUE和SUE等表征資源利用率的指標，也逐步得到重視。水作為生命之源，同時也是工業(yè)、農(nóng)業(yè)所必需的資源，水資源利用效率（U）也被認為是當前最重要的指標之一。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心耗水嚴重，在中國北方地區(qū)，如內蒙古烏蘭察布等區(qū)域，禁止使用地下水冷卻降溫，禁止為新建的大數(shù)據(jù)企業(yè)提供自來水作為冷卻水。在具體UE指標上，要求豐水區(qū)小于.4Lh，缺水區(qū)小于0.8Lh。因數(shù)據(jù)中心的耗水，主要是在制冷環(huán)節(jié)，所以未來無水或者少水的制冷技術，將備受青睞。降低數(shù)據(jù)中心對周邊環(huán)境影響評估數(shù)據(jù)中心對環(huán)境的影響，不能局限于運營中電能和水資源消耗，還要考慮數(shù)據(jù)中心從初期建設到最終回收整個過程的污染物排放及噪音污染等。數(shù)據(jù)中心作為特殊建筑，其組成包括建筑主體材料和內部各種設備。針對建筑主體，當前，中國正在推廣新型裝配式綠色建筑，其中一個重要原因是，裝配式建筑采用綠色建筑材料，標準化設計，材料回收率超過80%，同時建設過程少噪音和粉塵污染。另一方面對于內部設備，應采用對環(huán)境污染小的材料，比如鋰電代替鉛酸，不僅具備更好的性能，而且鋰電池材料對環(huán)境更友好。技術與應用作為全國首個100%利用清潔能源運營的大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)示范基地，青海海南州大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)園區(qū)采用華為智能微模塊解決方案0，該方案通過密閉冷通道I技術+模塊化UPS等節(jié)能技術，較傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心提升能效30%以上。青海海南州大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)園0708趨勢三：快速部署趨勢三：快速部署數(shù)據(jù)中心是重資產(chǎn)投資，對于Colo行業(yè)，大型IDC先有租戶，再建設數(shù)據(jù)中心成為主流。而互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務呈現(xiàn)短時間內快速爆發(fā)的特征，如ChatGPT推出僅兩個月趨勢三：快速部署趨勢三：快速部署數(shù)據(jù)中心是重資產(chǎn)投資，對于Colo行業(yè)，大型IDC先有租戶，再建設數(shù)據(jù)中心成為主流。而互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務呈現(xiàn)短時間內快速爆發(fā)的特征，如ChatGPT推出僅兩個月后，即2023年1月底時其月活用戶已經(jīng)突破了1億，成為史上最快突破“1億月活”的應用，相比之下TikTok達1億用戶用9個月，Instagram則花了2年半的時間。為了應對這種業(yè)務突然爆發(fā)式增長的情況，很多租戶要求千柜級的數(shù)據(jù)中心交付周期縮短到1年甚至更短。隨著AI、HPC的發(fā)展，全球算力需求快速增長，未來5年復合增速超過50%。這部分的算力需求特征與傳統(tǒng)完全不同，它會在短時間爆發(fā)式增長，要求數(shù)據(jù)中心更快部署，TTM從當前的12個月縮短到6個月，甚至更短。因此我們認為，未來5年，在全球算力高速增長的驅動下，數(shù)據(jù)中心的建設速度將從當前平均9~12個月@1000柜，縮短到6個月，甚至更短。技術與應用武漢人工智能計算中心采用華為預制模塊化數(shù)據(jù)中心解決方案FusionDC，將傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的串行建設模型轉變?yōu)椴⑿心Ｐ汀Y構箱體同供電、制冷等子系統(tǒng)同時部署，120天主體竣工，5個月實現(xiàn)從地基建設到業(yè)務投運，上線時間縮短50%以上。武漢人工智能計算中心0910趨勢四：高密化數(shù)據(jù)中心供電系統(tǒng)向融合高密發(fā)展趨勢四：高密化隨著IT機柜功率密度的提升，數(shù)據(jù)中心配電間面積將大幅增加，根據(jù)相關數(shù)據(jù)顯示，當機柜功率密度達到16kW/R時，配電間與白空間的比例將達到1:1。為避免空間利用效率下降，數(shù)據(jù)中心供電系統(tǒng)要提升自身功率密度或縮小尺寸。未來供電系統(tǒng)將走向高密化、融合化，通過提升功率模塊密度或縮小設備尺寸、減少設備數(shù)量，縮短整個供電鏈路的長度，從而減少供電系統(tǒng)占地面積，匹配IT機柜功率提升的發(fā)展，使數(shù)據(jù)中心的空間等資源得到高效利用。隨著芯片、服務器的算力和功耗持續(xù)提升,芯片2~3年迭代，未來五年單IT機柜功率密度將從當前的6~8kW向12~15kW演進。高密化驅動液冷技術發(fā)展IT高密化的另一個挑戰(zhàn)便是散熱，相比風冷，液冷單位體積散熱能力強，在AI/超算等超高功率密度場景的應用會越來越多。目前液冷主要有冷板式和浸沒式兩種技術路線。從指標上看，相比風冷，液冷除了能夠滿足高功率密度機柜的散熱要求，還能實現(xiàn)較低的PU趨勢四：高密化數(shù)據(jù)中心供電系統(tǒng)向融合高密發(fā)展趨勢四：高密化隨著IT機柜功率密度的提升，數(shù)據(jù)中心配電間面積將大幅增加，根據(jù)相關數(shù)據(jù)顯示，當機柜功率密度達到16kW/R時，配電間與白空間的比例將達到1:1。為避免空間利用效率下降，數(shù)據(jù)中心供電系統(tǒng)要提升自身功率密度或縮小尺寸。未來供電系統(tǒng)將走向高密化、融合化，通過提升功率模塊密度或縮小設備尺寸、減少設備數(shù)量，縮短整個供電鏈路的長度，從而減少供電系統(tǒng)占地面積，匹配IT機柜功率提升的發(fā)展，使數(shù)據(jù)中心的空間等資源得到高效利用。隨著芯片、服務器的算力和功耗持續(xù)提升,芯片2~3年迭代，未來五年單IT機柜功率密度將從當前的6~8kW向12~15kW演進。高密化驅動液冷技術發(fā)展IT高密化的另一個挑戰(zhàn)便是散熱，相比風冷，液冷單位體積散熱能力強，在AI/超算等超高功率密度場景的應用會越來越多。目前液冷主要有冷板式和浸沒式兩種技術路線。從指標上看，相比風冷，液冷除了能夠滿足高功率密度機柜的散熱要求，還能實現(xiàn)較低的PUE和較高的出電率(GUE)，相比于傳統(tǒng)風冷，冷板式液冷PUE普遍在1.1x，GUE可達75%以上，而浸沒式液冷PUE可低至1.0x，GUE可達80%以上。然而液冷技術也有較大的局限性，相對于傳統(tǒng)風冷架構，液冷服務器需深入定制，初始投資較高，且后期維護較復雜，從實際應用來看，大部分業(yè)務場景不需要液冷，即使是高密場景也不一定非得采用液冷方案，例如多年以前就已經(jīng)有30kW/柜場景采用風冷方案制冷的真實應用案例。因此我們認為未來5年，IT高密化將繼續(xù)推動液冷技術的發(fā)展，但液冷方案的大批量應用仍不會到來，風冷依然是主流制冷方案?！靶酒币悦?-3年換一代的節(jié)奏持續(xù)演進，每一代芯片都向更高性能演進，功耗也隨之升高。為高效滿足超大型數(shù)據(jù)中心，IT技術也逐步升級換代，在后摩爾定律時代，各種創(chuàng)新技術相繼推出，比如多核堆疊、多（主）板堆疊等，部分CPU的核數(shù)達到48核，甚至64核，其對應的功耗也迅猛增長（年均增長率30%）。而且不同類型算力功耗差異拉大，GPU/NPU功耗快速上升。當前通用的X86芯片TDP（）50（agem平臺），而英偉達最新一代100的D（）00。同時，未來云數(shù)據(jù)中心將成為主要場景，預計到2027年占比將超過70%。面對云計算業(yè)務帶來的數(shù)據(jù)量和計算量的爆發(fā)式增長，在數(shù)據(jù)中心資源尤其是一線城市資源日趨緊張的情況下，只有通過提高機房單位面積內的算力、存儲以及傳輸能力，才能最大程度發(fā)揮數(shù)據(jù)中心的價值，因此，預計未來5年，單IT機柜功率密度將從當前的6~8kW向12~15kW演進。技術與應用為了應對IT設備的高密化，數(shù)據(jù)中心基礎設施也將迎來新的變化。制冷，機柜數(shù)量占比約%；普通算力機柜功率密度8kW，末端采用風冷架構。整體供電采用一體化融合電力模塊FuionPower6000和智能鋰電martLi的超高密供電方案，整個數(shù)據(jù)中心供配電面積節(jié)省40。成都智算中心1112趨勢五：彈性擴容一代數(shù)據(jù)中心基礎設施需匹配2~3代IT設備趨勢五：彈性擴容IT設備的生命周期一般為4~5年，而數(shù)據(jù)中心基礎設施（如供電、制冷等設施）的生命周期為10~15年，因此，數(shù)據(jù)中心基礎設施需要滿足2~3代IT設備的功率演進。另外大體上IT設備功率密度每5年翻番，對數(shù)據(jù)中心的供電和制冷能力要求也會相應提升，而傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心難以實現(xiàn)在線升級，所以數(shù)據(jù)中心基礎設施建設需實現(xiàn)平滑擴展，柔性擴容。匹配不同密度靈活部署未來數(shù)據(jù)中心走向融合化，比如在同一個數(shù)據(jù)中心內部同時存在異構計算、通用計算、存儲等不同類型需求，數(shù)據(jù)中心需匹配不同功率密度的IT設備混合部署。未來的數(shù)據(jù)中心將采用更加彈性架構，支撐靈活的分期部署，按需擴容，能夠根據(jù)業(yè)務情況靈活配置，精準匹配不同階段、不同業(yè)務的功率密度要求，實現(xiàn)靈活部署、彈性升級，避免初期投入大量的資金，從而實現(xiàn)TCO/IRR最優(yōu)。云業(yè)務快速發(fā)展，現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心具有規(guī)模大、IT上線快、業(yè)務需求難預測等特點。而傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心的建設模式是土建和機電一次性規(guī)劃、一次性建設、一次性投資，致使初期投資大、負載率低、能耗高、投資回報周期過長，數(shù)據(jù)中心在業(yè)務上線后，機柜功率密度在線升級難度大。技術與應用芬蘭地處北歐，氣候涼爽，是數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)高地，當?shù)啬矯ol趨勢五：彈性擴容一代數(shù)據(jù)中心基礎設施需匹配2~3代IT設備趨勢五：彈性擴容IT設備的生命周期一般為4~5年，而數(shù)據(jù)中心基礎設施（如供電、制冷等設施）的生命周期為10~15年，因此，數(shù)據(jù)中心基礎設施需要滿足2~3代IT設備的功率演進。另外大體上IT設備功率密度每5年翻番，對數(shù)據(jù)中心的供電和制冷能力要求也會相應提升，而傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心難以實現(xiàn)在線升級，所以數(shù)據(jù)中心基礎設施建設需實現(xiàn)平滑擴展，柔性擴容。匹配不同密度靈活部署未來數(shù)據(jù)中心走向融合化，比如在同一個數(shù)據(jù)中心內部同時存在異構計算、通用計算、存儲等不同類型需求，數(shù)據(jù)中心需匹配不同功率密度的IT設備混合部署。未來的數(shù)據(jù)中心將采用更加彈性架構，支撐靈活的分期部署，按需擴容，能夠根據(jù)業(yè)務情況靈活配置，精準匹配不同階段、不同業(yè)務的功率密度要求，實現(xiàn)靈活部署、彈性升級，避免初期投入大量的資金，從而實現(xiàn)TCO/IRR最優(yōu)。云業(yè)務快速發(fā)展，現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心具有規(guī)模大、IT上線快、業(yè)務需求難預測等特點。而傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心的建設模式是土建和機電一次性規(guī)劃、一次性建設、一次性投資，致使初期投資大、負載率低、能耗高、投資回報周期過長，數(shù)據(jù)中心在業(yè)務上線后，機柜功率密度在線升級難度大。技術與應用芬蘭地處北歐，氣候涼爽，是數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)高地，當?shù)啬矯olo客戶，19年采購華為martLiUS解決方案，包含2.4WU機架，400kWU模塊，4套智能鋰電；0年，因業(yè)務擴容，購買2WU模塊，8套智能鋰電，實現(xiàn)在線彈性擴容。保障了初期投資，同時并不影響實際業(yè)務發(fā)展。芬蘭-數(shù)據(jù)中心1314趨勢六：預制化部件模塊化，極簡擴容和維護趨勢六：預制化數(shù)據(jù)中心是復雜而精密的體系，內部設備種類繁多，為確保業(yè)務穩(wěn)定運行，必須保證供配電及溫控等關鍵子系統(tǒng)的高可靠性、快速維護及在線擴容能力。部件的模塊化設計，有助于將復雜的系統(tǒng)簡單化，任何系統(tǒng)的故障，都能夠定位到某一個具體的模塊，由于模塊采用了冗余化設計，單一模塊故障，并不影響系統(tǒng)的運行，同時在對模塊進行維護時，系統(tǒng)功能不受影響。當前，模塊化設計的供配電系統(tǒng)，如UPS如支持熱插拔更換的風機、控制單元和供電模塊，正在成為行業(yè)主流設計。產(chǎn)品預制化，設備快速安裝交付為應對傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心建設緩慢、初期投資大和運維難的問題，系統(tǒng)級和數(shù)據(jù)中心級預制化極簡架構將成為主流。供配電模塊預制化、溫控模塊預制化，實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心供配電、分期部署，低TCO等特點。隨著用戶對于數(shù)據(jù)中心彈性建設、快速交付的要求愈發(fā)提高，以及數(shù)據(jù)中心的快速增加，基于部件模塊化的成熟技術，產(chǎn)品預制化逐步成為趨勢，主要體現(xiàn)在供配電、溫控乃至整體架構上。以供配電系統(tǒng)為例，傳統(tǒng)的中大型數(shù)據(jù)中心采用現(xiàn)場拼湊式供電系統(tǒng)，存在效率低、管理難等問題。通過一體化預集成功率模塊、鋰電模塊、配電模塊等部件，一列一路電，實現(xiàn)供配電系統(tǒng)架構極簡，具有效率高、易運維等特點，越來越受到業(yè)界的關注。而一箱一系統(tǒng)的溫控系統(tǒng)，在工廠完成預集成、預安裝、預調測，可以滿足快速靈活擴容，維護更簡單。在數(shù)據(jù)中心快速增長的勢頭下，免設計、易交付、好復制的，一體化預集成供配電、制冷、IT機架等產(chǎn)品系統(tǒng)也已成為數(shù)據(jù)中心建設首選。數(shù)據(jù)中心預制化，業(yè)務快速上線趨勢六：預制化部件模塊化，極簡擴容和維護趨勢六：預制化數(shù)據(jù)中心是復雜而精密的體系，內部設備種類繁多，為確保業(yè)務穩(wěn)定運行，必須保證供配電及溫控等關鍵子系統(tǒng)的高可靠性、快速維護及在線擴容能力。部件的模塊化設計，有助于將復雜的系統(tǒng)簡單化，任何系統(tǒng)的故障，都能夠定位到某一個具體的模塊，由于模塊采用了冗余化設計，單一模塊故障，并不影響系統(tǒng)的運行，同時在對模塊進行維護時，系統(tǒng)功能不受影響。當前，模塊化設計的供配電系統(tǒng)，如UPS如支持熱插拔更換的風機、控制單元和供電模塊，正在成為行業(yè)主流設計。產(chǎn)品預制化，設備快速安裝交付為應對傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心建設緩慢、初期投資大和運維難的問題，系統(tǒng)級和數(shù)據(jù)中心級預制化極簡架構將成為主流。供配電模塊預制化、溫控模塊預制化，實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心供配電、分期部署，低TCO等特點。隨著用戶對于數(shù)據(jù)中心彈性建設、快速交付的要求愈發(fā)提高，以及數(shù)據(jù)中心的快速增加，基于部件模塊化的成熟技術，產(chǎn)品預制化逐步成為趨勢，主要體現(xiàn)在供配電、溫控乃至整體架構上。以供配電系統(tǒng)為例，傳統(tǒng)的中大型數(shù)據(jù)中心采用現(xiàn)場拼湊式供電系統(tǒng)，存在效率低、管理難等問題。通過一體化預集成功率模塊、鋰電模塊、配電模塊等部件，一列一路電，實現(xiàn)供配電系統(tǒng)架構極簡，具有效率高、易運維等特點，越來越受到業(yè)界的關注。而一箱一系統(tǒng)的溫控系統(tǒng)，在工廠完成預集成、預安裝、預調測，可以滿足快速靈活擴容，維護更簡單。在數(shù)據(jù)中心快速增長的勢頭下，免設計、易交付、好復制的，一體化預集成供配電、制冷、IT機架等產(chǎn)品系統(tǒng)也已成為數(shù)據(jù)中心建設首選。數(shù)據(jù)中心預制化，業(yè)務快速上線互聯(lián)網(wǎng)和政企全面上云，云計算成為主流IT架構，未來的云數(shù)據(jù)中心走向集約化、大型化，從千柜建筑到萬柜園區(qū)，云基礎設施要求按需部署、安全可靠、TCO最優(yōu)，方案預制化和持續(xù)創(chuàng)新成為必然選擇。數(shù)據(jù)中心級全模塊化預制，將大型數(shù)據(jù)中心分解成多個POD，進行分期按需部署，降低初期投資，縮短上線時間。同時，采用L0~L4的聯(lián)合設計，可以針對IT演進，逐步升級數(shù)據(jù)中心基礎設施需求，邊建設邊升級。技術與應用中交通信大數(shù)據(jù)（上海）數(shù)據(jù)中心（交通云）采用華為FusionPower6000電力模塊解決方案，實現(xiàn)供電系統(tǒng)模塊化極簡架構，相比傳統(tǒng)方案，節(jié)省供配電系統(tǒng)空間40%以上，助力客戶多部署350個IT機柜，節(jié)省電力電纜超16,000米；產(chǎn)品提前在工廠預制，現(xiàn)場2周快速交付；通過AI技術實現(xiàn)預測性維護，提升供電系統(tǒng)的安全性和可靠性。1516趨勢七：儲備一體隨著新能源接入比例的增多，其本身的隨機性、波動性等特點對于電網(wǎng)側和用電側的穩(wěn)定性都帶來不小挑戰(zhàn)，目前主要通過疊加儲能系統(tǒng)的方式來應對這一挑戰(zhàn)。與此同時，各國政府從政策層面積極鼓勵在用戶側進行疊儲，以中國為例，政府發(fā)布的文件《關于進一步完善分時電價機制的通知》中就規(guī)定最大峰谷差率超過40%的地方，峰谷電價價差原則上不低于4:1。通過行政手段提升峰谷電價差，使得峰谷套利商業(yè)模式逐漸閉環(huán)，推動儲能產(chǎn)業(yè)走向良性發(fā)展之路。趨勢七：儲備一體數(shù)據(jù)中心部署儲能系統(tǒng)的驅動力主要有以下幾方面。第一，儲能系統(tǒng)能夠解決綠色能源“不穩(wěn)定”的問題，從而增加數(shù)據(jù)中心綠色能源的接入比例。第二，數(shù)據(jù)中心疊儲可以平抑峰谷電價或利用峰谷電價進行套利從而降低運營成本。第三，數(shù)據(jù)中心疊儲能減少柴油的使用，在一定程度上減少數(shù)據(jù)中心對柴油發(fā)電機的依賴。趨勢七：儲備一體隨著新能源接入比例的增多，其本身的隨機性、波動性等特點對于電網(wǎng)側和用電側的穩(wěn)定性都帶來不小挑戰(zhàn)，目前主要通過疊加儲能系統(tǒng)的方式來應對這一挑戰(zhàn)。與此同時，各國政府從政策層面積極鼓勵在用戶側進行疊儲，以中國為例，政府發(fā)布的文件《關于進一步完善分時電價機制的通知》中就規(guī)定最大峰谷差率超過40%的地方，峰谷電價價差原則上不低于4:1。通過行政手段提升峰谷電價差，使得峰谷套利商業(yè)模式逐漸閉環(huán)，推動儲能產(chǎn)業(yè)走向良性發(fā)展之路。趨勢七：儲備一體數(shù)據(jù)中心部署儲能系統(tǒng)的驅動力主要有以下幾方面。第一，儲能系統(tǒng)能夠解決綠色能源“不穩(wěn)定”的問題，從而增加數(shù)據(jù)中心綠色能源的接入比例。第二，數(shù)據(jù)中心疊儲可以平抑峰谷電價或利用峰谷電價進行套利從而降低運營成本。第三，數(shù)據(jù)中心疊儲能減少柴油的使用，在一定程度上減少數(shù)據(jù)中心對柴油發(fā)電機的依賴。隨著新能源供電比例的增加，峰谷電價差的進一步擴大，以及VPP（虛擬發(fā)電廠）技術的逐步成熟并走向商用等，儲能系統(tǒng)在數(shù)據(jù)中心的應用將越來越普遍，同時與數(shù)據(jù)中心短時備電系統(tǒng)走向融合，實現(xiàn)儲備一體。第四，借助儲能系統(tǒng)可以對數(shù)據(jù)中心負載進行“削峰”，降低數(shù)據(jù)中心的峰值PUE，提升數(shù)據(jù)中心的出電率，這意味著可以部署更多IT機柜，增加出租收益。在部署儲能系統(tǒng)以后，數(shù)據(jù)中心原來的短時備電系統(tǒng)講逐漸被取代，與儲能系統(tǒng)從各自獨立逐步走向一體。技術與應用通過中壓UPS+儲能技術，使“數(shù)據(jù)中心+清潔電力+儲能”協(xié)同調度，從而使數(shù)據(jù)中心形成一個負荷可變、可調的復合體，并能根據(jù)電網(wǎng)需求、新能源發(fā)電需求，調整充放電策略，實現(xiàn)智能削峰提升出電率、平抑峰谷電價進行套利降低運營成本的有效價值。1718趨勢八：分布式制冷當?冷卻塔??溫控末端??趨勢八：分布式制冷當?冷卻塔??溫控末端??器?管理系統(tǒng)等7大子系統(tǒng)，幾十種設備，這些設備依靠數(shù)百到數(shù)千米的水管連接，轉接頭、閥門等數(shù)不勝數(shù)，因此故障點多。同時，其采用集中式架構，任一單點系統(tǒng)故障都可能導致數(shù)據(jù)中心多個機房、甚至多棟樓大規(guī)模宕機的情況發(fā)生，故障域大，給數(shù)據(jù)中心業(yè)務穩(wěn)定性帶來極大挑戰(zhàn)。例如20221215小時以上，此次故障導致多家網(wǎng)站及APP無法使用，多個知名品牌業(yè)務受到影戲，造成巨大的經(jīng)濟損失。又比如位于中國華南地區(qū)的某數(shù)據(jù)中心，其冷卻水系統(tǒng)因母管缺水進氣形成氣阻，導致整個冷卻系統(tǒng)失效，引發(fā)全樓制冷系統(tǒng)中斷。2020年，美國某頭部云服務商的一個數(shù)據(jù)中心，由于高溫天氣引發(fā)溫控系統(tǒng)故障，導致數(shù)據(jù)中心停服。因此如何提升數(shù)據(jù)中心制冷系統(tǒng)的可靠性會成為一個重要的課題。趨勢八：分布式制冷基于此，我們認為未來數(shù)據(jù)中心分布式制冷系統(tǒng)會成為安全可靠數(shù)據(jù)中心的主流選擇。和供配電系統(tǒng)相比，數(shù)據(jù)中心制冷系統(tǒng)的可靠性往往容易被忽視，根據(jù)UptimeInstitute2022年調查數(shù)據(jù)顯示，造成數(shù)據(jù)中心事故或中斷的原因構成中制冷系統(tǒng)占比達1，是僅次于供配電和網(wǎng)絡故障的第三大故障來源。分布式制冷系統(tǒng)針對單個Datahall配置冷源，并按需設置冗余，單臺設備故障不影響機房正常運行，更不會對其它機房造成任何影響，從架構設計上大幅提升了數(shù)據(jù)中心的可靠性。同時，分布式制冷系統(tǒng)更容易實現(xiàn)工廠預制，可減少現(xiàn)場工程量，減小施工質量問題帶來的隱患，此外，分布式制冷系統(tǒng)線路清晰、運維簡單，應急處理時出錯的概率低。隨著數(shù)據(jù)中心規(guī)模越來越大，集中式制冷的弊端也越來越大，分布式制冷系統(tǒng)憑借架構靈活，可靠性高的優(yōu)勢將越來越廣泛地應用到新建數(shù)據(jù)中心，逐漸取代集中式制冷方案成為主流。技術與應用歐洲愛爾蘭某4000柜大型數(shù)據(jù)中心，采用華為FuionCl間接蒸發(fā)冷卻方案，實現(xiàn)全年自然冷卻，達到1.5極致E，年省電超1400萬度，節(jié)省交付周期50%以上。1920趨勢九：智能營維數(shù)據(jù)中心基礎設施進一步數(shù)字化，實現(xiàn)全鏈路可視可管可控趨勢九：智能營維數(shù)據(jù)中心基礎設施作為人工智能、大數(shù)據(jù)、通信技術（5G、PLC、IoT）的承載主體，是這些技術發(fā)展的堅實底座。同時據(jù)中心全生命周期使用體驗。人工智能（AI）正在迅速成為數(shù)據(jù)中心運營和管理的關鍵工具數(shù)據(jù)中心規(guī)模越來越大，數(shù)量越來越多，導致管理復雜度大幅提升，另一方面專業(yè)運維人才獲取越來越難，因此提升數(shù)據(jù)中心基礎設施的數(shù)字化水平成為剛需；在技術側，隨著算力的提升、高清視頻以及圖片識別技術的發(fā)展，使得AI在數(shù)據(jù)中心的運用越來越廣泛；在碳中和的背景下，數(shù)字化和AI技術助力數(shù)據(jù)中心營維管理從聚焦能耗演進到關注碳排，驅動實現(xiàn)全生命周期碳管理，助力碳中和目標的實現(xiàn)。隨著數(shù)據(jù)中心基礎設施對業(yè)務重要性的日益增加，技術變得更加復雜，網(wǎng)絡化進一步加強，其越來越依賴經(jīng)驗和數(shù)據(jù)驅動而非基于“直覺”的決策，管理的復雜性進一步增加。使用傳統(tǒng)方法以及單純的人工分析和決策，限制了提高能源效率和運維效率的能力。制冷系統(tǒng)、配電系統(tǒng)和管理系統(tǒng)相關數(shù)據(jù)收集、分析和決策的復雜性意味著系統(tǒng)需要進行大數(shù)據(jù)分析、獨立學習、快速決策，如此高的難度使其成為AI創(chuàng)新的主要目標。借助AI技術，數(shù)據(jù)中心將逐步實現(xiàn)運維、運營、節(jié)能等領域的智能化，數(shù)據(jù)中心逐步向自動駕駛演進。1)AI運維：在數(shù)據(jù)中心運行過程中，會持續(xù)產(chǎn)生海量的配置、狀態(tài)、告警、日志等運維數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)呈指數(shù)型增長，數(shù)以萬計甚至千萬計的運維指標遠遠超出了運維人員可監(jiān)控管理的范圍，當前，基于人工智能技術對數(shù)據(jù)中心運維數(shù)據(jù)的分析，能夠了解運維環(huán)境的復雜性，在故障發(fā)現(xiàn)、根因定位、資源預測等領域已經(jīng)有了規(guī)模應用，顯著提升了運維的效率。2AI運營：AIAI仿真設備狀態(tài)和AI心資產(chǎn)狀態(tài)，設計數(shù)據(jù)中心業(yè)務，因時制宜，選擇最佳配置方案，提升資源使用率和運營收益。趨勢九：智能營維數(shù)據(jù)中心基礎設施進一步數(shù)字化，實現(xiàn)全鏈路可視可管可控趨勢九：智能營維數(shù)據(jù)中心基礎設施作為人工智能、大數(shù)據(jù)、通信技術（5G、PLC、IoT）的承載主體，是這些技術發(fā)展的堅實底座。同時據(jù)中心全生命周期使用體驗。人工智能（AI）正在迅速成為數(shù)據(jù)中心運營和管理的關鍵工具數(shù)據(jù)中心規(guī)模越來越大，數(shù)量越來越多，導致管理復雜度大幅提升，另一方面專業(yè)運維人才獲取越來越難，因此提升數(shù)據(jù)中心基礎設施的數(shù)字化水平成為剛需；在技術側，隨著算力的提升、高清視頻以及圖片識別技術的發(fā)展，使得AI在數(shù)據(jù)中心的運用越來越廣泛；在碳中和的背景下，數(shù)字化和AI技術助力數(shù)據(jù)中心營維管理從聚焦能耗演進到關注碳排，驅動實現(xiàn)全生命周期碳管理，助力碳中和目標的實現(xiàn)。隨著數(shù)據(jù)中心基礎設施對業(yè)務重要性的日益增加，技術變得更加復雜，網(wǎng)絡化進一步加強，其越來越依賴經(jīng)驗和數(shù)據(jù)驅動而非基于“直覺”的決策，管理的復雜性進一步增加。使用傳統(tǒng)方法以及單純的人工分析和決策，限制了提高能源效率和運維效率的能力。制冷系統(tǒng)、配電系統(tǒng)和管理系統(tǒng)相關數(shù)據(jù)收集、分析和決策的復雜性意味著系統(tǒng)需要進行大數(shù)據(jù)分析、獨立學習、快速決策，如此高的難度使其成為AI創(chuàng)新的主要目標。借助AI技術，數(shù)據(jù)中心將逐步實現(xiàn)運維、運營、節(jié)能等領域的智能化，數(shù)據(jù)中心逐步向自動駕駛演進。1)AI運維：在數(shù)據(jù)中心運行過程中，會持續(xù)產(chǎn)生海量的配置、狀態(tài)、告警、日志等運維數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)呈指數(shù)型增長，數(shù)以萬計甚至千萬計的運維指標遠遠超出了運維人員可監(jiān)控管理的范圍，當前，基于人工智能技術對數(shù)據(jù)中心運維數(shù)據(jù)的分析，能夠了解運維環(huán)境的復雜性，在故障發(fā)現(xiàn)、根因定位、資源預測等領域已經(jīng)有了規(guī)模應用，顯著提升了運維的效率。2AI運營：AIAI仿真設備狀態(tài)和AI心資產(chǎn)狀態(tài)，設計數(shù)據(jù)中心業(yè)務，因時制宜，選擇最佳配置方案，提升資源使用率和運營收益。3)AI能效優(yōu)化：AI技術加持下，利用AI動態(tài)建模技術，建立能耗與IT負載、氣候條件、設備運行等可調節(jié)參數(shù)間的機器學習模型，可在保障設備、系統(tǒng)可靠的基礎上，實時診斷各個子系統(tǒng)的能耗，并自動準確地推理和配置出數(shù)據(jù)中心最優(yōu)控制邏輯，實時調節(jié)參數(shù)，降低數(shù)據(jù)中心PUE。技術與應用在中國聯(lián)通河南中原數(shù)據(jù)基地，采用華為iCoolng能效優(yōu)化解決方案，實現(xiàn)從制冷到“智冷”的革新性轉變，一期項目每年節(jié)省電力達8萬度，相當于減少碳排放8噸，等同于種植.萬棵樹。2122趨勢十：安全可信數(shù)據(jù)中心基礎設施作為數(shù)字底座，是海量數(shù)據(jù)承載的物理基礎，是信息集中處理、計算、存儲、傳輸、交換、管理的核心資源基地，也是當今社會經(jīng)濟正常運轉的關鍵保障，因此安全性是數(shù)據(jù)中心的生命。而數(shù)據(jù)中心中基礎設施的可靠性、硬件可靠性和系統(tǒng)韌性。趨勢十：安全可信同時，為了實現(xiàn)對設備的精細化管理和控制，數(shù)字技術和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術在數(shù)據(jù)中心關鍵系統(tǒng)中應用越來越深入，如數(shù)據(jù)BMS，合，網(wǎng)絡的安全可信延伸到工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領域和底