隨著云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的廣泛應(yīng)用，各行各業(yè)對算力的需求呈現(xiàn)指數(shù)級增長。尤其是生成式AI技術(shù)的廣泛應(yīng)用，使得算力需求翻了數(shù)倍。根據(jù)《算力基礎(chǔ)設(shè)施高質(zhì)量發(fā)展行動計劃》的預(yù)測，到2025年，中國算力規(guī)模將有望超過300 EFLOPS，智能算力的占比將達到35%以上。

算力需求的爆炸式增長，這不僅催生了對計算能力的巨大需求，也對數(shù)據(jù)中心的傳統(tǒng)架構(gòu)提出了挑戰(zhàn)。為此，數(shù)據(jù)中心正在向更加智能化、高效化的智算中心轉(zhuǎn)型，以更好地支持人工智能的應(yīng)用和發(fā)展。

人工智能正在重構(gòu)整個價值鏈，包括從芯片，到服務(wù)器，再到數(shù)據(jù)中心。此前，在2024年施耐德電氣創(chuàng)新峰會之算力未來數(shù)據(jù)中心論壇上，施耐德電氣高級副總裁，關(guān)鍵電源業(yè)務(wù)中國區(qū)負責(zé)人朱文沁指出，“智能算力的迅猛增長對基礎(chǔ)設(shè)施提出了更為嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，未來的數(shù)據(jù)中心不僅需要具備更加遠大的愿景，也需要更為全面的價值考量?？沙掷m(xù)、高效、韌性和適應(yīng)性成為未來發(fā)展關(guān)鍵。”

數(shù)據(jù)中心的盡頭是智算

傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心，主要由服務(wù)器、存儲設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備組成，設(shè)計初衷是為了滿足一般的計算和存儲需求。然而，面對人工智能應(yīng)用的高計算量和大數(shù)據(jù)處理需求，它們暴露出計算能力不足、能耗高、擴展性差等局限性。

智算中心，是在數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)上，集成了人工智能（AI）、機器學(xué)習(xí)（ML）、深度學(xué)習(xí)等先進技術(shù)的計算平臺。它不僅提供數(shù)據(jù)存儲和處理能力，還具備智能分析和決策支持功能。

相比之下，智算中心配備了大量高性能計算硬件，如GPU、TPU和FPGA，這些硬件能夠高效處理深度學(xué)習(xí)和大數(shù)據(jù)分析任務(wù)。智算中心采用大規(guī)模分布式計算架構(gòu)，可以同時處理來自不同來源的大量數(shù)據(jù)，提升數(shù)據(jù)處理效率和計算速度，利用人工智能技術(shù)實現(xiàn)資源的自動調(diào)度和優(yōu)化管理，根據(jù)實際需求動態(tài)調(diào)整計算資源，提升資源利用率和系統(tǒng)響應(yīng)速度。

智算中心與數(shù)據(jù)中心的主要差別還體現(xiàn)在架構(gòu)、性能、可擴展性、成本和安全性等方面。智算中心使用虛擬化技術(shù)和云服務(wù)來提供計算和存儲資源，這種架構(gòu)上的變化使得智算中心能夠更靈活地響應(yīng)業(yè)務(wù)需求，快速部署新應(yīng)用或服務(wù)。在性能方面，智算中心利用高速網(wǎng)絡(luò)和分布式存儲技術(shù)，有效提升了處理高性能計算和大數(shù)據(jù)處理的能力。在可擴展性方面，智算中心幾乎無差的全采用虛擬化技術(shù)，以及云計算搭載應(yīng)用，所以在擴展性方面，以及對短時內(nèi)高并發(fā)業(yè)務(wù)的響應(yīng)速度方面，完勝傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心。

據(jù)報道，英偉達全球智算中心建設(shè)計劃投資額高達3萬億美元，微軟和OpenAI擬投資1000億美元打造“星際門”智算中心項目；亞馬遜云科技規(guī)劃在未來15年內(nèi)，投入約1500億美元用于全球數(shù)據(jù)中心的建設(shè)與運營……視線調(diào)轉(zhuǎn)國內(nèi)，國家信息中心與相關(guān)部門聯(lián)合發(fā)布的《智能計算中心創(chuàng)新發(fā)展指南》顯示，目前全國有超過30個城市正在建設(shè)或提出建設(shè)智算中心。

可見，全球均在加大對智算中心建設(shè)的投入力度。這不僅是技術(shù)發(fā)展的必然趨勢，也是市場對高效、智能、安全計算資源的迫切需求。

智算中心的四大愿景：可持續(xù)、高效、韌性、適應(yīng)性

兩年前，在行業(yè)看來40KW的功率密度已經(jīng)非常高。然而，去年這一數(shù)字已經(jīng)上升到60至70KW。到了今年，機柜的功率密度更是達到了120KW。數(shù)據(jù)中心的功率密度正在以驚人的速度增長。以英偉達展示的32000塊GPU組成的人工智能工廠為例，據(jù)推算，這樣的規(guī)模大約需要500多個微模塊和400多個機柜來支持，機房的IT流量可能在50MW到60MW之間，這遠遠超出了過去對數(shù)據(jù)中心IT容量的傳統(tǒng)認知。

算力需求急劇增加直接導(dǎo)致了機柜功率需求的顯著提升。

為了應(yīng)對這一挑戰(zhàn)，數(shù)據(jù)中心必須加強電力保障能力，以確保在電網(wǎng)不穩(wěn)定或停電情況下的穩(wěn)定運行。此外，隨著機柜功率的增加，傳統(tǒng)的熱保護關(guān)機時間已不再適用。智算中心需要實現(xiàn)連續(xù)制冷，以避免因過熱導(dǎo)致的設(shè)備宕機，這要求數(shù)據(jù)中心在制冷側(cè)進行持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新和管理優(yōu)化。

同時，為了適應(yīng)更高的功率密度，數(shù)據(jù)中心的空間布局也必須進行優(yōu)化。增加的制冷和通風(fēng)系統(tǒng)配置意味著每個機柜所需的空間將顯著增加，這直接影響了數(shù)據(jù)中心的規(guī)模和設(shè)計，也對數(shù)據(jù)中心的選址和建設(shè)帶來了更多的限制。

也就是說，數(shù)據(jù)中心向智算中心的轉(zhuǎn)變不僅涉及到硬件設(shè)施的升級，更涉及到數(shù)據(jù)中心規(guī)劃、建設(shè)和運維的全方位變革。朱文沁指出，“‘可持續(xù)、高效、韌性、適應(yīng)性’將成為數(shù)據(jù)中心未來發(fā)展的關(guān)鍵?！?/span>

適應(yīng)性強調(diào)數(shù)據(jù)中心需要具備靈活的設(shè)計和維護能力，以及對下一代IT技術(shù)的兼容性，包括軟件定義技術(shù)的發(fā)展和主動能源管理?？沙掷m(xù)性不僅要求最大化利用可再生資源，助力企業(yè)實現(xiàn)其可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。高效方面，數(shù)據(jù)中心應(yīng)更有效地利用能源和資源，同時確保資本投入得到充分利用，具體體現(xiàn)在部署速度和空間占用的優(yōu)化。韌性則超越了傳統(tǒng)的高可用性概念，不僅需要優(yōu)秀的設(shè)計以增強能源和冷卻系統(tǒng)的冗余，還需關(guān)注網(wǎng)絡(luò)安全和預(yù)測性分析，以全面保障數(shù)據(jù)中心的穩(wěn)定運行。

愿景落地，需創(chuàng)新推動

數(shù)據(jù)中心的轉(zhuǎn)型升級，僅有愿景是遠遠不夠的?！翱沙掷m(xù)、高效、韌性、適應(yīng)性”這四個關(guān)鍵詞的背后涉及到供配電、制冷、機柜和軟件管理等一系列的挑戰(zhàn)，愿景的落地需要創(chuàng)新的技術(shù)產(chǎn)品進行驅(qū)動。

在2024年施耐德電氣創(chuàng)新峰會的算力未來數(shù)據(jù)中心論壇上，施耐德電氣重磅發(fā)布與英偉達的合作成果，推出首個面向智算中心的參考設(shè)計。這一設(shè)計專為部署英偉達的高性能加速計算平臺而量身打造，旨在為智算中心提供標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)中心生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的AI部署和運營基準(zhǔn)，并且也可以作為解決高密度機柜的通用智算中心解決方案。

從存量數(shù)據(jù)中心改造到新建智算中心的機電系統(tǒng)設(shè)計，覆蓋設(shè)施供電、制冷、IT機房、全生命周期軟件四個技術(shù)領(lǐng)域，該參考設(shè)計憑借一套框架體系，為賦能構(gòu)建高效、可持續(xù)與可擴展的基礎(chǔ)設(shè)施提供有力支撐。

在推出參考設(shè)計之前，施耐德電氣早已為賦能智算中心做了充分的準(zhǔn)備。截至目前，施耐德電氣已經(jīng)發(fā)布了超過230本白皮書，其中《中國數(shù)據(jù)中心可持續(xù)發(fā)展之旅》白皮書進一步幫助數(shù)據(jù)中心行業(yè)定義了可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵要素，并提供了衡量指標(biāo)與有效路徑，為數(shù)據(jù)中心的轉(zhuǎn)型升級提供了理論支持和實踐指導(dǎo)；第110本白皮書深入探討了AI對數(shù)據(jù)中心帶來的顛覆性挑戰(zhàn)，并為每個物理基礎(chǔ)設(shè)施類別提供了應(yīng)對指南。

同時，施耐德電氣針對數(shù)據(jù)中心的轉(zhuǎn)型升級，推出了一系列創(chuàng)新產(chǎn)品，以支持適應(yīng)性、韌性、高效和可持續(xù)性四大核心愿景。在適應(yīng)性方面，公司推出了適配AI智算中心的冷板式液冷CDU系統(tǒng)，以及I-LINE Track中電流母線，能契合用戶實際也無需求，有效實現(xiàn)節(jié)能增效。

高效性方面，施耐德電氣SmartCool末端空調(diào)節(jié)能解決方案，使空調(diào)末端基于IT負載實時需求進行動態(tài)制冷輸出，實現(xiàn)秒級同頻優(yōu)化，在進一步提升數(shù)據(jù)中心制冷能效的同時，兼顧客戶可持續(xù)發(fā)展與業(yè)務(wù)的持續(xù)增長。

在韌性建設(shè)上，施耐德電氣不僅提供強大的中低壓配電設(shè)備，還推出了ETAP全新電氣系統(tǒng)數(shù)字孿生平臺，基于強大的數(shù)字孿生和模擬仿真能力，優(yōu)化數(shù)據(jù)中心和電力系統(tǒng)設(shè)計，提升效率，并能預(yù)測并預(yù)防設(shè)備問題。

可持續(xù)性方面，施耐德電氣提供了全面的節(jié)能降碳解決方案，涵蓋設(shè)備級、系統(tǒng)級到管理級，并融入人工智能與數(shù)字孿生技術(shù)，以最大化能源效率。

伴隨全球AI加速爆發(fā)，智能算力的布局已是箭在弦上，不得不發(fā)。作為數(shù)據(jù)中心變革的影響者和賦能者，施耐德電氣已經(jīng)準(zhǔn)備就緒。尚處于觀望，抑或是處于迷茫狀態(tài)的“局中人”，施耐德電氣提供的解決方案和專業(yè)指導(dǎo)或許是可參考的解題之道。