近日，一份产业调查表明，2024年全球数据中心投资达到570亿美元，AI需求成为主要驱动力。其中，超大规模运营商贡献了80%的市场需求。同时，全行业正面临空置率跌破3%。弗吉尼亚州的数据中心集群已接近满负荷运转，2024年新增的1.5GW容量中，94%被提前预定，空置率压缩至1%以下。
在需求暴涨的同时，电力资源短缺的困境明显。这其中，北美市场尤为突出，托管运营商电力供应量一年内增长超40%，从12.4GW增至18GW，但另有30GW的规划容量待落地。
技术迭代与能源困局
AI的算力需求正在改写数据中心的技术标准。单机柜功耗从传统的6-8kW跃升至40kW，甚至于最新的GB200NVL72整机柜单柜功率就已经达到120KW，迫使冷却系统从风冷转向液冷。微软在华盛顿州的数据中心试点中，浸没式液冷技术使能耗降低40%，而阿里云在杭州的液冷集群已实现PUE值低至1.09。
新的能源布局成为必选项。据报告，美国部分区域已出现15MW的电力缺口，运营商开始转向德克萨斯州等新兴市场，那里的风电价格比传统枢纽低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、微软等大企业均已签署或开始落地小型核电站（SMR）的建设，一些数据中心企业也有类似的动作，比如Oklo公司通过混合天然气与核能的供电模式，已签署总规模超14GW的长期协议，覆盖Equinix等头部运营商；欧洲数据中心公司 Data4正在与西屋合作SMR的部署等。
西屋小型核电站（SMR）渲染图
此外，供电系统也呈现了新的趋势，比如传统UPS供电系统逐渐被高压直流方案取代，转换效率从90%提升至98%。而AI训练集群的瞬时功耗波动可达150%，对电网稳定性提出更高要求。
北美市场的扩张呈现“核心饱和-边缘崛起”特征。加州硅谷的数据中心上架率超过85%，迫使Meta等企业转向内华达州的沙漠地带，那里闲置的比特币矿场正被改造成AI算力中心，改造成本仅为新建项目的三分之一。而在欧洲，谷歌将芬兰的旧造纸厂改造成地热数据中心，利用波罗的海的海水进行自然冷却。
中国市场的异同
中国市场的内在差异巨大，很难一概而论。在北上广深一柜难求的情形下，很多西部省份的数据中心上架率还不足50%。同时，过度集中的需求也给数字产业发达地区带来极大的能源压力。北京、上海、深圳等地已经出台了严格的能评要求，以引导数据中心的有序建设。
这一背景下，工信部于2022年启动了“东数西算”工程，推动算力资源和需求向清洁能源更丰富的西部转移，并设立了8大全国一体化算力网络枢纽节点和10大数据中心集群。
“东数西算”工程枢纽节点分布图
经过三年的推动和发展，截至2024年三季度末，中国算力总规模达268EFLOPS（以FP32单精度计算），算力应用项目超1.3万个，在用算力中心机架总规模超880万架标准机架，58.3％的算力中心连接到国家骨干网，国家算力枢纽节点实现20毫秒时延保障，65％的省市可在5毫秒内接入算力数据集群。
从行业反馈看，当前算力需求依旧旺盛，主要矛盾体现在算力供给与需求的错配，比如AI产业对芯片的需求、对智算中心的需求，均与此前数年的建设方向有一定差异，如何进行调整和改造，是一个重大的课题。
世界范围内看，也有类似的问题存在。报告显示，智算中心（AI专用数据中心）的占比从2023年的18%升至2025年的35%；边缘计算节点通过5G基站实现分布式部署，预计到2030年将承担30%的实时数据处理。这些趋势，也将在中国得到体现。
此外，技术领域也在塑造新的产业秩序。除液冷这一热点外，供配电系统也将发生变化。SMR核能供电在美国已经出现多例，究竟是一时所需，还是会成为未来建设的主流，也需要进一步的观察和分析。
这场由AI驱动的产业变革，最终将检验一个朴素的真理：算力的边界，永远受限于能源与技术创新的平衡。
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