数据中心–AI 时代的 “炼油厂”

作者：卜淑情、李笑寅

来源：硬 AI

数据中心正在成为 AI 时代的 “炼油厂”！

众所周知，AI 的高歌猛进催生了对数据的海量处理需求。为了满足蓬勃的算力需求，全球开启了新一轮的数据中心建设热潮，数据中心业务正在以指数级的速度疯狂扩张。

此番情景，和第二次工业革命后，石油行业迅速崛起引发的炼油厂建设热潮现象如出一辙——数据中心在 AI 时代中担任了石油繁荣时代 “炼油厂” 的角色，是数据存储、管理、分发的核心基础设施，为 AI 和机器学习算法提供必要的算力支持。

美银美林预计，到 2025 年，数据中心的容量总计将从 2020 年的 64 泽字节（ZettaByte，简称 ZB，1ZB=1024EB）增长到 181 泽字节，年复合增长率（CAGR）高达 23%。

实际上，早在去年年初的报告中，美银美林就指出，未来全球产生的数据每 2-3 年就会翻一番。英伟达创始人兼 CEO 黄仁勋也曾放出豪言，未来四年全球将有约 1 万亿美元用于 AI 数据中心升级。

从电力需求的角度来看，这一趋势也尤为明显。花旗最新研报通过评估 IT 设备负载（IT Load）和公用事业能耗首次对全球数据中心市场进行了展望。

在当地时间周三公布的研报中，花旗 Michael Rollins 领导的分析师团队表示，预计到 2030 年，全球数据中心的 IT 设备负载将从 2023 年的 33 吉瓦（GW）增长到 100 吉瓦， CAGR 高达 17%。

AI 工作负载将占到数据中心的一半以上

生成式 AI 将逐渐成长为数据中心 IT 设备负载增长的主导力量。

花旗在报告中预计，在数据中心中，AI 工作负载将以 43% 的 CAGR 增长，占数据中心 TI 设备总负载的占比将从 2023 年的 13% 增长到 2030 年的一半以上。

不过，报告指出，随着工作负载逐渐从 CPU 迁移到 GPU，云计算负载可能会被 AI 工作负载所取代，预计云计算工作负载的 2023 年至 2030 年间的 CAGR 为 8%。

从更小的 AI 基础设施单元——芯片来看，报告预计，AI 芯片需求将支持每年 4-9 千兆瓦的数据中心 IT 负载增量需求。

报告表示，AI 芯片总量将以 22% 的 CAGR 增长速度，从 2023 年的约 3100 万块增至 2030 年。

鉴于英伟达芯片在数据中心建设的重要性，花旗预测，从 2023 年到 2030 年（日历年），英伟达 AI 芯片销售以 18% 的 CAGR 增长。随着芯片功率密度的提高，英伟达 AI 芯片的电力需求将以 32%CAGR 的更快速度增长。

不过，花旗同样表示，随着 AI 芯片研发技术的发展，越来越多大型数据中心可能会采用功率密度更低的芯片或公司自研芯片进行 AI 推理训练，届时英伟达芯片的市场份额将会有所下滑。

报告预计，英伟达的市场份额将从 2025 年的 81% 左右下降到 2030 年的 63% 左右。

CAGR 高达 43%，AI 成为数据中心耗电增长的主导力量

AI 芯片需求繁荣下，花旗预测，从 2023 年到 2030 年，全球数据中心市场的 IT 设备负载将从 33 吉瓦增长到 100 吉瓦， CAGR 为 17%。

生成式 AI 将成为数据中心 IT 设备负载增长的主导力量，其工作负载将以 43% 的 CAGR 增长直至 2030 年。相比之下，核心 IT、云计算等数据中心传统部门工作负载的 CAGR 仅为 8%，增长更加缓慢。

传统和 AI 新生部门此消彼长之间，花旗预测，尽管 AI 电力需求在 2023 年仅占据整个数据中心需求的 13%，但到了 2030 年，其占比将达到 50% 以上。

另外，从 2024 年到 2030 年，AI 芯片将为数据中心 IT 设备负载带来每年 4-9 吉瓦的新需求，在数据中心新增的全部 IT 设备负载中占 70%。

总而言之，全球数据中心市场规模未来将快速增长，尽管数据中心效率的提升将使得所需能源增长低于 IT 设备负载的增长。花旗写道：

由于预期中数据中心效率的提升（特别是功耗效率，即 PUE 的改善），我们估计，在同一时期内公用事业所需的峰值能源只需以 15% 的 CAGR 扩张。

北美占据最大市场份额，EMEA 增长最迅猛

从区域来看，花旗预计，未来几年北美将占据最大市场份额，欧洲、中东和非洲地区（EMEA）增长最迅猛：

从 2023 年到 2030 年，北美地区数据中心的 IT 设备负载预计从 12.2 吉瓦增长到 38.4 吉瓦，CAGR 为 18%，到 2030 年市场份额将达到 38% 左右，为全球最大；

EMEA 地区 IT 设备负载预计从 5 吉瓦增长到 21.6 吉瓦，CAGR 为 23%，增长最为迅猛，市场份额为 33%；

亚太地区 IT 设备负载预计以 14% 的 CAGR 增长，即从 2.2 吉瓦增长到 5.6 吉瓦，市场份额为 9%。

值得注意的是，北美数据中心 IT 设备负载有 93% 来自美国市场，花旗预计，到 2030 年，美国市场的数据中心每年将需要 5 到 8 吉瓦的峰值电力，以及 3 到 5 吉瓦的平均电力。

为了满足数据中心的这些电力需求，花旗预计，美国公用事业市场的规模将以 6% 的年均速度增长。公用事业每年需要增加 3-5 吉瓦的平均供电能力，相当于去年全美发电量的 0.6%-1% 左右。

由于预期未来数据中心需求将保持旺盛，花旗认为在未来几年内，全美电力供给将维持在相对紧张的水平。

数据中心建设浪潮下，谁是最大受益者？

据花旗研报，到 2030 年，全球数据中心 IT 设备负载净增长将达到 9-11 吉瓦，其中约 70% 来自第三方托管市场，剩下 30% 来自微软、亚马逊、Meta 和谷歌等科技巨头自建的超大规模数据中心。

花旗指出，现下数据中心相关股票的价格可能没有充分反映市场对数据中心容量增长的需求，特别是对于超大规模租赁的需求，因此对数据中心股票持乐观态度。

该机构还认为，数据中心地产信托公司 Digital Realty 和数据运营巨头 Equinix 将继续受益于数据中心市场的增长，前者租赁收入在一季度创下历史新高，当季订单中约有一半与 AI 相关，后者在全球数据中心托管市场占据 5% 的份额。