數(shù)據(jù)中心必須不斷發(fā)展以滿足不斷增長的功率密度需求｜觀點

每天，數(shù)以千計的數(shù)據(jù)中心投入使用。人工智能的出現(xiàn)推動了進一步增長的需求。然而，在某個時候，每個增長的市場都會遇到障礙。對于數(shù)據(jù)中心來說，一個主要的障礙就是在理想的位置缺乏可用的空間和電力。

以北弗吉尼亞州的市場為例，它是世界上最大的數(shù)據(jù)中心市場。根據(jù)2023年數(shù)據(jù)，該地區(qū)擁有約300個數(shù)據(jù)中心，總容量超過2,500兆瓦，是美國第二大市場達拉斯容量的四倍，達拉斯的容量為654兆瓦。

數(shù)據(jù)中心運營商對該地區(qū)感興趣也就不足為奇了。北弗吉尼亞位于美國權力中心，與華盛頓特區(qū)隔河相望。半個世紀前，這導致了對數(shù)據(jù)存儲和連接的投資，為一個強大的科技行業(yè)奠定了基礎。然而，由于電力和土地有限壓力越來越大，2022年那里的市場遭遇了前所未有的多年發(fā)展停滯。

為什么密度很重要

在理想的數(shù)據(jù)中心位置，房地產(chǎn)和公用事業(yè)電力短缺強調(diào)了數(shù)據(jù)中心運營商需要如何考慮功率密度。然而，房地產(chǎn)稀缺只是電力密度重要的原因之一。人工智能的電力需求是巨大的，而這項新興技術正迅速成為企業(yè)的籌碼。

與此同時，隨著計算需求的增加，芯片制造商也在積極應對。例如，市場上有專為人工智能和高性能計算應用而設計的GPU，其峰值功耗比普通家庭的功耗還要高。

總而言之，預計未來幾年數(shù)據(jù)中心的電力消耗將猛增。到2030年，這一數(shù)字將達到35GW，幾乎是2022年水平的兩倍。密度將是滿足這些電力需求的關鍵，超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心將需要支持每機架40至60kW的數(shù)據(jù)中心。

功率密度不僅是滿足更高要求工作負載的必要條件，也是經(jīng)濟上的明智之舉。通過安裝更高密度的機架，組織可以減少需要維護的機架數(shù)量，以及布線、配電單元和其他基礎設施的數(shù)量。

每個機架獲得更多功率

為了提高每個機架的可用功率，數(shù)據(jù)中心架構師應該考慮鎳鋅(NiZn)電池等新興技術。

許多數(shù)據(jù)中心都配備不間斷電源(UPS)，這是一種電池備用系統(tǒng)，可確保在斷電時關鍵系統(tǒng)繼續(xù)運行并保存重要數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)上，UPS系統(tǒng)依賴于鉛酸電池，但鎳鋅電池的功率密度是鉛酸電池的兩倍。

電池的功率密度更高意味著鎳鋅電池將以高功率放電，使其成為在斷電后幾毫秒內(nèi)保持關鍵任務系統(tǒng)運行的備用系統(tǒng)的最佳選擇。

同時，通過采用鎳鋅電池，數(shù)據(jù)中心運營商可以減少冷卻系統(tǒng)和其他安全基礎設施的占用空間，從而構建更加密集的環(huán)境。鎳鋅電池不易燃，不會發(fā)生熱失控，因此是鉛酸電池和鋰離子電池的安全替代品。通常，冷卻系統(tǒng)消耗數(shù)據(jù)中心約40%的電力，因此減少該基礎設施是提高數(shù)據(jù)中心電源使用效率(PUE)的可靠方法。還有其他提高機架密度的技術，例如從交流(AC)電源轉(zhuǎn)換為直流(DC)電源。

數(shù)據(jù)中心的功率密度越來越高，考慮到人工智能的需求和首選地段的房地產(chǎn)稀缺性，這根本就是別無選擇。但通過利用新技術，數(shù)據(jù)中心可以為包括人工智能、高性能計算和其他推動業(yè)務未來的高耗電創(chuàng)新在內(nèi)的未來做好準備。

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