2025年数据中心能源发展的十大趋势分析
近日，华为发布面向2025年数据中心能源十大趋势，包括 “高密、弹性、绿色、快速、全数字化&ai智能、全模块化、供电极简&锂进铅退、风液融合&风进水退、比特瓦特联动、安全可信”。
2010~2019，数据中心行业经历了波澜壮阔的十年，从数据机房到数据中心，发展到今天的云数据中心。而下一个黄金时代，人工智能、云计算、大数据、5g等新技术迅猛发展，数据中心在迎来市场需求激增的同时，也面临着建设资源获取难、建设周期长、能耗高等问题，在架构弹性和运维等方面也存在诸多挑战。华为结合对it、数据中心行业的洞察，以及自身在数据中心建设方面的实践，提出《面向2025年数据中心能源十大趋势》。
趋势一：高密
随着it算力持续演进，cpu和服务器功率持续提升；伴随ai应用的需求增长，ai算力比重进一步提升。为平衡效率和成本，数据中心必将向高密化发展。当前，数据中心单柜平均功率为6~8kw，预计到2025年，15~20kw/柜将成为主流。
趋势二：弹性
it设备的生命周期一般为3~5年，大体上其功率密度每5年翻一倍，而数据中心基础设施的生命周期为10~15年。数据中心基础设施需支持架构弹性、分期投资，以生命周期最优的capex满足2~3代it设备的演进；同时，由于承载的it业务不同，数据中心须匹配不同功率密度的it设备混合部署。
趋势三：绿色
当前全球数据中心的耗电量约占总量的3%，预计到2025年总耗电量将达1000twh以上，节能减排和降低运营成本面临巨大挑战，降低数据中心pue和建设绿色数据中心成为必然方向。利用清洁能源、余热回收，以及在数据中心全生命周期内最大限度地节约资源（节能、节地、节水、节材等），保护环境和减少污染，是大势所趋。预计未来五年内，中国新建数据中心pue将进入1.1时代。
趋势四：快速
互联网业务呈现短时间内快速爆发的特征，业务侧数据和流量需求激增，要求数据中心必须快速投入使用；另一方面，数据中心由支撑系统转为生产系统，更快上线意味着更快收益。当前数据中心ttm典型水平是9~12个月，预计未来将缩短至6个月以内。
趋势五：全数字化，ai智能
数字化和智能化是数据中心基础设施演进的必由之路。随着iot/人工智能技术的不断完善，数据中心将逐步实现由运维、节能、运营等单域的数字化，向规划、建设、运维、优化的全生命周期数字化和自动驾驶演进，ai将得到普遍应用。
趋势六：全模块化
应对传统数据中心建设缓慢和初期投资成本大的弊端，更多数据中心将实践全模块化的建设理念。模块化设计将从部件模块化演进到架构模块化、机房模块化，最终实现数据中心全模块化。全模块化具备快速部署、弹性扩容、运维简单、高效节能等优势。
趋势七：供电极简，锂进铅退
传统数据中心供配电系统存在系统割裂且复杂、占地面积大、故障定位难等问题，极简的供电架构将减少变换次数，缩短供电距离，减少占地，提升出柜率和系统能效。同时，相对传统铅酸电池，锂电池在占地面积、使用寿命等方面存在优势，随着锂电池成本的不断下降，未来将在数据中心规模应用。
趋势八：风液融合，风进水退
gpu、npu的应用促进高密场景增多，液冷系统越来越普遍。但部分存储与计算业务仍为低密场景，为快速适应未来不确定的it业务需求，制冷方案需兼容风冷系统和液冷系统。同时，由于冷冻水系统架构复杂，不利于快速部署和运维，而模块化架构的间接蒸发冷却系统可缩短部署时间、降低运维难度，同时充分利用自然冷却资源，大幅降低制冷系统的电力消耗，在气候适宜区域将逐步取代冷冻水系统。
趋势九：比特瓦特联动
降低pue不意味着数据中心总体能耗最优，需把数据中心作为整体来评估和优化能耗，而不只是聚焦在数据中心能源基础设施。通过能源、it、芯片、数据、云的全栈联合创新，实现比特和瓦特的联动，达到动态节能，全系统能效最优。
趋势十：安全可信
数据中心基础设施智能化程度不断提升，随之面临的网络安全威胁成倍增加。数据中心须同时需要具备韧性、security安全性、隐私性、safety安全性、可靠性、可用性六个特征，以避免由环境因素、恶意人员发起的攻击威胁，包括网络入侵类的威胁。
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趋势一：高密
随着it算力持续演进，cpu和服务器功率持续提升；伴随ai应用的需求增长，ai算力比重进一步提升。为平衡效率和成本，数据中心必将向高密化发展。当前，数据中心单柜平均功率为6~8kw，预计到2025年，15~20kw/柜将成为主流。
趋势二：弹性
it设备的生命周期一般为3~5年，大体上其功率密度每5年翻一倍，而数据中心基础设施的生命周期为10~15年。数据中心基础设施需支持架构弹性、分期投资，以生命周期最优的capex满足2~3代it设备的演进；同时，由于承载的it业务不同，数据中心须匹配不同功率密度的it设备混合部署。
趋势三：绿色
当前全球数据中心的耗电量约占总量的3%，预计到2025年总耗电量将达1000twh以上，节能减排和降低运营成本面临巨大挑战，降低数据中心pue和建设绿色数据中心成为必然方向。利用清洁能源、余热回收，以及在数据中心全生命周期内最大限度地节约资源（节能、节地、节水、节材等），保护环境和减少污染，是大势所趋。预计未来五年内，中国新建数据中心pue将进入1.1时代。
趋势四：快速
互联网业务呈现短时间内快速爆发的特征，业务侧数据和流量需求激增，要求数据中心必须快速投入使用；另一方面，数据中心由支撑系统转为生产系统，更快上线意味着更快收益。当前数据中心ttm典型水平是9~12个月，预计未来将缩短至6个月以内。
趋势五：全数字化，ai智能
数字化和智能化是数据中心基础设施演进的必由之路。随着iot/人工智能技术的不断完善，数据中心将逐步实现由运维、节能、运营等单域的数字化，向规划、建设、运维、优化的全生命周期数字化和自动驾驶演进，ai将得到普遍应用。
趋势六：全模块化
应对传统数据中心建设缓慢和初期投资成本大的弊端，更多数据中心将实践全模块化的建设理念。模块化设计将从部件模块化演进到架构模块化、机房模块化，最终实现数据中心全模块化。全模块化具备快速部署、弹性扩容、运维简单、高效节能等优势。
趋势七：供电极简，锂进铅退
传统数据中心供配电系统存在系统割裂且复杂、占地面积大、故障定位难等问题，极简的供电架构将减少变换次数，缩短供电距离，减少占地，提升出柜率和系统能效。同时，相对传统铅酸电池，锂电池在占地面积、使用寿命等方面存在优势，随着锂电池成本的不断下降，未来将在数据中心规模应用。
趋势八：风液融合，风进水退
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趋势九：比特瓦特联动
降低pue不意味着数据中心总体能耗最优，需把数据中心作为整体来评估和优化能耗，而不只是聚焦在数据中心能源基础设施。通过能源、it、芯片、数据、云的全栈联合创新，实现比特和瓦特的联动，达到动态节能，全系统能效最优。
趋势十：安全可信
数据中心基础设施智能化程度不断提升，随之面临的网络安全威胁成倍增加。数据中心须同时需要具备韧性、security安全性、隐私性、safety安全性、可靠性、可用性六个特征，以避免由环境因素、恶意人员发起的攻击威胁，包括网络入侵类的威胁。
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