AIDC步入GW時(shí)代，未來(lái)數(shù)據(jù)中心怎么建？丨ToB產(chǎn)業(yè)觀察

如今，一座數(shù)據(jù)中心的年耗電量，已經(jīng)可以超過(guò)一座50萬(wàn)人口的中型城市，而且這樣的數(shù)據(jù)中心已屢見不鮮。當(dāng)吉瓦（GW）這個(gè)量詞開始在數(shù)據(jù)中心行業(yè)中成為焦點(diǎn)，單座園區(qū)的總功率高達(dá)1000兆瓦（MW），是傳統(tǒng)大型數(shù)據(jù)中心（往往幾十兆瓦）的數(shù)十倍。數(shù)據(jù)中心在AI的推動(dòng)下，也正式步入了GW時(shí)代。

根據(jù)剛剛在2026開放計(jì)算技術(shù)大會(huì)上發(fā)布的《吉瓦（GW）級(jí)開放智算中心框架技術(shù)報(bào)告》（以下簡(jiǎn)稱《報(bào)告》），這場(chǎng)由AI算力需求引爆的基建革命，絕非是簡(jiǎn)單地把傳統(tǒng)機(jī)房“放大”或“堆疊”服務(wù)器，也不僅是一次技術(shù)升級(jí)，更是一場(chǎng)價(jià)值萬(wàn)億的產(chǎn)業(yè)鏈升級(jí)。“未來(lái)，數(shù)據(jù)中心怎么建？”已經(jīng)成為擺在整個(gè)IDC行業(yè)的共同挑戰(zhàn)。

從MW到GW，數(shù)據(jù)中心能耗越來(lái)越大

一位頭部互聯(lián)網(wǎng)公司的基礎(chǔ)設(shè)施負(fù)責(zé)人拿到了一份新建智算中心的規(guī)劃書?？赐曛螅麊?wèn)了團(tuán)隊(duì)一個(gè)問(wèn)題：“我們以前建一個(gè)數(shù)據(jù)中心，單位是兆瓦?，F(xiàn)在規(guī)劃書上寫的是吉瓦。中間差了一千倍，這還是一回事嗎？”這不是他一個(gè)人的疑惑，而是整個(gè)行業(yè)的現(xiàn)實(shí)寫照。

回看五年前，單機(jī)柜功率還基本處于2.5KW，單體數(shù)據(jù)中心最高達(dá)到MW級(jí)已屬不易。但隨著生成式AI應(yīng)用的火爆，機(jī)柜功耗也在不斷攀升，AIDC時(shí)代，單機(jī)柜功率30 KW以上已是常態(tài)，面向未來(lái)的超節(jié)點(diǎn)機(jī)柜正在向300 KW、500 KW甚至MW級(jí)邁進(jìn)。

Gartner在2026年發(fā)布的最新預(yù)測(cè)顯示，全球數(shù)據(jù)中心的電力消耗將在2026年達(dá)到565太瓦時(shí)，較2025年增長(zhǎng)26%，相當(dāng)于約2.3億個(gè)中國(guó)家庭一年的用電量。其中，AI優(yōu)化服務(wù)器的電力消耗占比將從2025年的約20%躍升至31%。

“如今AI計(jì)算能力受到電力供應(yīng)的限制，這使數(shù)據(jù)中心供電保障成為全球AI競(jìng)賽中實(shí)現(xiàn)規(guī)模擴(kuò)張和保障利潤(rùn)的新角逐點(diǎn)?！?Gartner研究總監(jiān)Linglan Wang的判斷一針見血。算力競(jìng)爭(zhēng)，本質(zhì)上已升級(jí)為電力競(jìng)爭(zhēng)。

中國(guó)的算力需求同樣在快速膨脹。據(jù)行業(yè)不完全統(tǒng)計(jì)，2026年國(guó)內(nèi)AI芯片的部署規(guī)模預(yù)計(jì)達(dá)到300萬(wàn)至400萬(wàn)張，按照AIDC功耗約等于AI芯片功耗兩倍的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)公式估算，2026年國(guó)內(nèi)AIDC的電力需求將突破5GW，實(shí)際建設(shè)規(guī)?？赡苓_(dá)到6至8GW。

一個(gè)完整的AIDC園區(qū)，總功率跨越GW門檻，內(nèi)部不再是“機(jī)柜+空調(diào)+電源”的簡(jiǎn)單組合，而是供電、液冷、高速互連、智能運(yùn)維四個(gè)子系統(tǒng)深度耦合的復(fù)雜系統(tǒng)工程。

更重要的是節(jié)奏。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心從規(guī)劃到上線，兩到三年是常態(tài)。而AI廠商的要求是：越快越好。

馬斯克的xAI團(tuán)隊(duì)在田納西州孟菲斯市建設(shè)的Colossus數(shù)據(jù)中心，從破土動(dòng)工到首批服務(wù)器上線僅用了122天。雖然該項(xiàng)目在實(shí)際運(yùn)營(yíng)中也暴露出冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)冗余不足等問(wèn)題，但它向行業(yè)傳遞了一個(gè)清晰的信號(hào)：算力建設(shè)的游戲規(guī)則變了，速度本身也成為了核心競(jìng)爭(zhēng)力。

在中國(guó)，同樣的壓力也在傳導(dǎo)。2026年5月，國(guó)家數(shù)據(jù)局印發(fā)《2026年數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展工作要點(diǎn)》，明確提出“加快建設(shè)全國(guó)一體化算力網(wǎng)，推動(dòng)數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)、算力、能源等資源協(xié)同布局”。算電協(xié)同更被首次寫入政府工作報(bào)告。政策端的信號(hào)很明確：算力基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，必須提速，也必須升級(jí)。

但提速不等于蠻干，一個(gè)GW級(jí)AIDC的建設(shè)成本在40億至80億美元之間，涉及供電改造、液冷部署、高速互連、智能運(yùn)維等多個(gè)尚未完全成熟的技術(shù)領(lǐng)域。一旦決策失誤或設(shè)計(jì)偏差，損失將是災(zāi)難性的。

供電、散熱與互全面升級(jí)

當(dāng)算力需求從MW級(jí)躍升到GW級(jí)，擺在產(chǎn)業(yè)面前的挑戰(zhàn)，遠(yuǎn)比想象中復(fù)雜。這不是簡(jiǎn)單地把服務(wù)器數(shù)量乘以10，而是一次從物理到邏輯的系統(tǒng)級(jí)升級(jí)?！秷?bào)告》的核心判斷指出：GW級(jí)AIDC比拼的是系統(tǒng)綜合能力，而非單卡、單機(jī)的峰值性能。

如果說(shuō)GW級(jí)AIDC是一臺(tái)為AI量身定制的巨型引擎，那么供電、散熱和互連就是它的三大核心系統(tǒng)。這三者正在同時(shí)經(jīng)歷根本性的技術(shù)升級(jí)，這次升級(jí)將決定未來(lái)十年算力基礎(chǔ)設(shè)施的基本面貌。

這其中，首當(dāng)其沖的就是供配電系統(tǒng)。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心普遍采用48V/54V的直流供電架構(gòu)，但當(dāng)AI機(jī)柜功率從幾十KW飆升到140KW甚至更高時(shí)，這套架構(gòu)的局限性暴露無(wú)遺。巨大的電流會(huì)導(dǎo)致銅損劇增、銅排體積膨脹、散熱困難，最終阻礙算力密度的提升。

對(duì)此，世紀(jì)互聯(lián)能源創(chuàng)新部高級(jí)總監(jiān)高小淇告訴筆者，800伏高壓直流供配電已經(jīng)成為行業(yè)的主流（將高壓直流電直接送入機(jī)柜，在靠近芯片的位置再做最后一公里降壓），“相比傳統(tǒng)方案，800伏直流電流大幅降低，銅排體積縮小，轉(zhuǎn)換層級(jí)減少，整體能效提升。800伏高壓直流供電也已經(jīng)成為了當(dāng)前AIDC建設(shè)的必備條件”。百度智能云基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)部副總經(jīng)理何永占則表示，800伏高壓直流項(xiàng)目正加快規(guī)劃論證，各項(xiàng)前期工作有序推進(jìn)，力爭(zhēng)盡早落地實(shí)施。

不過(guò)，這條技術(shù)路線的推進(jìn)速度不僅取決于頭部廠商的意愿，更依賴于整個(gè)高壓直流產(chǎn)業(yè)鏈的成熟度，從固態(tài)變壓器到高壓連接器，從直流斷路器到監(jiān)控保護(hù)系統(tǒng)，還有大量配套環(huán)節(jié)需要補(bǔ)齊。

如果說(shuō)供電是AIDC的心臟，散熱就是它的呼吸系統(tǒng)。傳統(tǒng)風(fēng)冷散熱能力的天花板大約在單機(jī)柜20千瓦左右。超過(guò)這個(gè)密度，風(fēng)冷系統(tǒng)的風(fēng)扇轉(zhuǎn)速、風(fēng)道設(shè)計(jì)、噪音控制和能耗都會(huì)急劇惡化。而AI超節(jié)點(diǎn)機(jī)柜的功率密度正在快速跨越100千瓦、300千瓦的門檻。

今年6月，英偉達(dá)正式宣布其新一代Vera Rubin平臺(tái)將采用100%全液冷技術(shù)，冷卻液運(yùn)行溫度高達(dá)45攝氏度，系統(tǒng)內(nèi)沒有任何風(fēng)扇，計(jì)劃于2026年秋季啟動(dòng)量產(chǎn)；字節(jié)跳動(dòng)2026年發(fā)布的AIDC技術(shù)規(guī)范已經(jīng)明確規(guī)定：超過(guò)21kW的高密度機(jī)柜必須100%采用液冷方案。

浪潮信息AI服務(wù)器技術(shù)專家表示，“液冷比例在逐漸提高，現(xiàn)在的數(shù)據(jù)中心很多已經(jīng)開始規(guī)劃純液冷了，先天就是一個(gè)液冷原生的數(shù)據(jù)中心?！贝送?，百度也在穩(wěn)步探索散熱技術(shù)升級(jí)路徑，推動(dòng)制冷架構(gòu)由風(fēng)液混合逐步向純液冷演進(jìn)。這不僅是為了控制溫度，更是為了提升能效，實(shí)現(xiàn)更低的Token每瓦成本——這是AI時(shí)代衡量數(shù)據(jù)中心競(jìng)爭(zhēng)力的新標(biāo)尺。

液冷的技術(shù)路線也在快速演進(jìn)。從成熟的冷板式液冷，到近年備受關(guān)注的浸沒式液冷，再到兩相冷板液冷，技術(shù)成熟度曲線正在右移。兩相液冷的相變散熱技術(shù)，理論上可以支撐2000W以上芯片功耗和300KW以上單柜功率的散熱需求，被產(chǎn)業(yè)界視為突破下一代高密算力瓶頸的關(guān)鍵路徑之一?！袄顺毙畔⒁惨恢背掷m(xù)推進(jìn)液冷技術(shù)創(chuàng)新，在負(fù)壓液冷、兩相液冷、原生液冷等領(lǐng)域都積累了系列創(chuàng)新實(shí)踐成果。”

市場(chǎng)規(guī)模同樣可觀。據(jù)行業(yè)測(cè)算，假設(shè)2026至2027年國(guó)內(nèi)新增AI數(shù)據(jù)中心機(jī)架分別為5.0GW和7.5GW，液冷滲透率分別達(dá)到38%和54%，則國(guó)內(nèi)數(shù)據(jù)中心機(jī)架側(cè)液冷市場(chǎng)的規(guī)模可達(dá)98億元和215億元。這還不包括液冷系統(tǒng)運(yùn)維、冷卻液更換等后續(xù)服務(wù)市場(chǎng)。

供電、散熱兩個(gè)方面的升級(jí)其實(shí)從幾年就已經(jīng)逐步開始了，時(shí)至今日已經(jīng)初見成效。相較之下，通信互連才是當(dāng)前卡在中國(guó)GW級(jí)AIDC建設(shè)最關(guān)鍵的瓶頸。

與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心幾百卡不同的是，GW級(jí)數(shù)據(jù)中心達(dá)到了萬(wàn)卡，甚至十萬(wàn)級(jí)別，算力不是孤島，而是一張網(wǎng)。這張網(wǎng)的帶寬、延遲和可靠性，直接決定了上萬(wàn)張AI芯片能否協(xié)同工作。卡間互連就成為了最大的挑戰(zhàn)，對(duì)此，何永占表示，超節(jié)點(diǎn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)突破的核心在于互聯(lián)通信，相關(guān)技術(shù)鏈路覆蓋芯片、模組、UBB 通用基板、機(jī)柜高密連接器；互聯(lián)方案包含機(jī)柜內(nèi)銅線互聯(lián)乃至全光互聯(lián)，同時(shí)涉及東西向網(wǎng)絡(luò)所需的光模塊、光纖與交換機(jī)。支撐 Scale-up 縱向擴(kuò)容、Scale-out 橫向擴(kuò)展所需的各項(xiàng)技術(shù)及供應(yīng)鏈能力，構(gòu)成一條完整產(chǎn)業(yè)鏈。

目前，全球高速互連技術(shù)飛速發(fā)展，中國(guó)想要突破，必須走自主研發(fā)的道路?！拔磥?lái)產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的核心將聚焦于互聯(lián)技術(shù)和系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力。若能持續(xù)夯實(shí)通信IP、信號(hào)增強(qiáng)芯片、交換芯片、全光互聯(lián)技術(shù)等關(guān)鍵板塊，我們的超節(jié)點(diǎn)體系有望構(gòu)建自主標(biāo)準(zhǔn)，并培育形成完善產(chǎn)業(yè)生態(tài)。”何永占如是說(shuō)。

系統(tǒng)是AIDC的門檻

2024年底，某國(guó)內(nèi)城市的一座智算中心正式投運(yùn)。規(guī)劃算力充沛，設(shè)備采購(gòu)預(yù)算充足，機(jī)房建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)也按當(dāng)時(shí)最高規(guī)格執(zhí)行。然而上線不到三個(gè)月，運(yùn)維團(tuán)隊(duì)就發(fā)現(xiàn)了一個(gè)尷尬的問(wèn)題：理論算力很高，但有效算力輸出始終只有設(shè)計(jì)值的60%左右。

原因并不出在AI芯片本身，而是分散在整個(gè)數(shù)據(jù)中心內(nèi)部多個(gè)環(huán)節(jié)，比如液冷系統(tǒng)的管路設(shè)計(jì)不夠合理，導(dǎo)致部分機(jī)柜散熱不均，芯片頻繁降頻；供電系統(tǒng)的監(jiān)控粒度不夠細(xì)，負(fù)載波動(dòng)時(shí)無(wú)法快速響應(yīng)；網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的冗余設(shè)計(jì)不足，單點(diǎn)故障導(dǎo)致整機(jī)柜離線的情況時(shí)有發(fā)生。

這個(gè)案例在行業(yè)內(nèi)并非孤例。它揭示了一個(gè)至關(guān)重要的真相：GW級(jí)AIDC的核心競(jìng)爭(zhēng)力，不在于單顆芯片的峰值算力，而在于整套系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可維護(hù)性和全生命周期效率。

從全球格局看，美國(guó)在GW級(jí)AIDC的建設(shè)規(guī)模和數(shù)量上確實(shí)領(lǐng)先。馬斯克的Colossus數(shù)據(jù)中心總?cè)萘考s2GW，僅用122天建成，刷新了行業(yè)紀(jì)錄。Meta正在推進(jìn)名為“Prometheus”的集群，規(guī)劃容量超1GW，預(yù)計(jì)2026年內(nèi)上線。OpenAI更是雄心勃勃地提出了至少10GW的長(zhǎng)遠(yuǎn)建設(shè)計(jì)劃。

但先行者也有先行者的煩惱。得克薩斯州等地對(duì)大型數(shù)據(jù)中心的審批正在收緊，原因很簡(jiǎn)單：一個(gè)GW級(jí)的數(shù)據(jù)中心，電力消耗足以對(duì)周邊中小城市的居民用電構(gòu)成實(shí)質(zhì)性影響。也正是因?yàn)閭鹘y(tǒng)電力不夠用了，所以O(shè)penAI、Anthropic等公司開始將目光投向核電。

回看國(guó)內(nèi)，中國(guó)在電力供給上則有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。得益于全球領(lǐng)先的特高壓輸電網(wǎng)絡(luò)和快速增長(zhǎng)的綠電裝機(jī)容量，中國(guó)的新增電力供給中綠電占比已超過(guò)80%。烏蘭察布、寧夏中衛(wèi)等地正在規(guī)劃的源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化智算基地，正是利用西部綠電資源、通過(guò)“算電協(xié)同”模式解決電力瓶頸的典型實(shí)踐。

但中國(guó)也有自己的短板，對(duì)此，OCP中國(guó)社區(qū)負(fù)責(zé)人葉毓睿表示，從GW級(jí)AIDC的建設(shè)尺度和超大規(guī)模集群能力來(lái)看，中國(guó)整體上大約比美國(guó)晚兩到三年，差距主要來(lái)自高端芯片供給和高速互連等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，而電力基礎(chǔ)設(shè)施反而是中國(guó)的相對(duì)優(yōu)勢(shì)?！皢渭儚某叨葋?lái)講，客觀承認(rèn)，美國(guó)還是走在我們前面”，葉毓睿如是說(shuō)。

但他同時(shí)指出，中國(guó)并不需要簡(jiǎn)單復(fù)制美國(guó)依靠Scaling Law持續(xù)擴(kuò)大算力規(guī)模的路徑，采用新的理念或算法，以及依托電力基礎(chǔ)設(shè)施、制造供應(yīng)鏈和軟硬件協(xié)同等優(yōu)勢(shì)，也有機(jī)會(huì)走出一條以算電熱協(xié)同為基礎(chǔ)，更強(qiáng)調(diào)算力效率的GW級(jí)AIDC的發(fā)展路線。

再回看40~80億元的GW級(jí)AIDC建設(shè)成本，這筆投資中有20%~30%用于非算力部分的供電、散熱、互連、建筑和運(yùn)維系統(tǒng)。而正是這一部分，決定一個(gè)GW級(jí)AIDC能否真正發(fā)揮價(jià)值的關(guān)鍵。某行業(yè)專家曾向筆者表示，在GW尺度上，任何一個(gè)環(huán)節(jié)的短板都會(huì)被無(wú)限放大。供電系統(tǒng)的瞬態(tài)波動(dòng)可能導(dǎo)致整排機(jī)柜降頻；液冷管路的單點(diǎn)泄漏可能導(dǎo)致上千張卡離線；網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的擁塞控制不當(dāng)可能導(dǎo)致整體訓(xùn)練效率腰斬；運(yùn)維監(jiān)控的盲區(qū)可能導(dǎo)致故障發(fā)現(xiàn)和修復(fù)時(shí)間從分鐘級(jí)拉長(zhǎng)到小時(shí)級(jí)。

談及AI基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，何永占表示，核心不僅在于硬件能否搭建落地，更在于能否實(shí)現(xiàn)高效用好。這涵蓋液冷系統(tǒng)全鏈路智能監(jiān)控、供電系統(tǒng)負(fù)載動(dòng)態(tài)調(diào)度、超節(jié)點(diǎn)內(nèi)部及集群實(shí)時(shí)故障預(yù)判與快速自愈，以及整個(gè)AI集群的利用率優(yōu)化提升等多項(xiàng)能力。“相較于單純擴(kuò)充 AI 芯片規(guī)模，打造這類軟件與運(yùn)維管控能力難度更高，價(jià)值也更為突出?！焙斡勒紡?qiáng)調(diào)。

GW時(shí)代的AIDC建設(shè)已經(jīng)不僅是一場(chǎng)軍備競(jìng)賽，而是一場(chǎng)系統(tǒng)工程能力的終極考驗(yàn)。

（文｜Leo張ToB雜談，作者｜張申宇，編輯丨楊林）