作者 | 荣智慧

编辑 | 向由

唯物的中国芯片产业深度观察

在欧洲，数据中心炙手可热。

2023年，欧洲数据中心的容量供小于求。14家市场需求为601兆瓦，供应只达到561兆瓦——法兰克福、伦敦、阿姆斯特丹、巴黎和都柏林的大客户急得跳脚。

根据世邦魏理仕（CBRE）的最新报告，欧洲二级数据中心爆发“建设热潮”，其追踪的10个市场，有8个将实现两位数增长，有5个市场的容量在2024年底超过100兆瓦。

大投资家早就出了手。

2023年末，黑石集团和数据中心开发商“数字现实”，斥资70亿美元在西欧和美国新建10个数据中心。

这场由“短缺”导致的数据中心投资热潮，受人工智能技术的推动，也受到能源消耗量和碳中和指标的限制。为了给数据中心供能，核能终于上了一次台面。

过去一年，欧洲的数据容量捉襟见肘。大型企业先下手为强，抢购了大部分可用容量，但新设施的建设跟不上——土地不够，电力也不够。

欧洲数据需求最大的5个城市，简称FLAPD，分别为法兰克福、伦敦、阿姆斯特丹、巴黎和都柏林，511兆瓦需求，只有467兆瓦的供应。

二级数据中心则分布在柏林、布鲁塞尔、马德里、米兰、慕尼黑、斯德哥尔摩、华沙、维也纳和苏黎世等城市。预计其增长将领跑欧洲。到2024年年底，米兰将建成欧洲最大的二级数据中心，供应量达到211兆瓦。

数据中心通常由大公司（如云供应商、银行或电信公司）拥有和运营，或者由托管公司操作。后者出租空间，提供网络容量和电力，以及降低服务器温度的冷却设备。租户自带设备。

要说这两年数据中心能吸引投资者的兴趣，一是由于人工智能工作负载所产生更高的容量需求；二是其有稳定的、类似公用事业的现金流和合适的收益率。

数据中心分为四个等级，数字越大，级别越高。

二级数据中心具有单一的电源和冷却路径，还有冗余容量组件，比如不间断电源、冷却系统加辅助发电机。任何组件的故障，都可以通过短时停机、切换到冗余项目来手动维护。

三级数据中心则在二级的基础上，配备双电源和多条上行链路，计划内维护停机时，服务器也能保持在线。一般来说，三级数据中心是绝大多数大中型企业最具性价比的解决方案，全年正常运行比例高到99.98%——一年就停机1.6小时，比四级数据中心便宜多了。

四级数据中心是最高级别，也最贵。电源、发电机、冷却系统都有好几个，几乎不停机——每年停机时间约为26.3分钟。

以级别来看，欧洲客户还是以中小型企业为主，对二级数据中心的需求更为旺盛。

全球十大数据中心，中国有2家，荷兰有1家，美国有7家，基本显示了数据中心的产业格局。

数据中心是能源消耗大户。

一家超大规模企业数据中心使用的电力，相当于8万户家庭的用电量。投资数据中心很方便，但让它可持续发展的压力就大得很了。

据美国国家电网预测，人工智能、量子计算和电动汽车的繁荣，推动能源使用量激增——数据中心使用的电力将在未来10年内增加6倍。电网需要采取“大胆行动”，以便跟得上“急剧”增长的数据中心。

就算未来什么样子不好预测，但无论未来什么样子，数据中心都是其中的基石，作为存储在“云”和其他形式设备中的数字信息的物理家园，为互联网服务和平台提供支持。

批评者认为，未来的发展正在以环境为代价。以人工智能行业为例，到2027年，其消耗的能源量已经相当于荷兰大小的国家消耗的量。

爱尔兰都柏林，谷歌和Meta等几家大型科技公司的欧洲总部所在地，数据中心用电占其2022年所有用电量的五分之一。2015年以来，该国数据中心用电量暴增400%。

可再生能源的使用是科技巨头战略的重要组成部分。苹果、谷歌和Meta2020年都实现了碳中和。这一类大企业已承诺，2030年仅使用无碳能源。

为了实现无碳能源目标，数据中心所有者要和可再生能源供应商签署购电协议 。例如，在英国，亚马逊与苏格兰电力公司的风电场合作，购买其50兆瓦的输出量。在美国，英特尔于5月初刚和Bloom Energy签订电力容量协议，一起建立硅谷最大的燃料电池驱动的数据中心。

不过，可再生能源也不是百分百好用。

第一个问题是间歇性，太阳能只有白天能用，风电取决于天气，如果是存储式供电，合同价格更高，因为存储技术更昂贵——结合风能、太阳能和锂离子电池存储系统的平准化电力成本，每兆瓦时超过200美元。氢气和绿氨能源的长期存储解决方案，单价可能在100美元以下，但这些技术还比较早期，不太成熟。

另一个问题是备用电源难于“脱碳”。许多数据中心在停电期间使用柴油发电机。锂电池是最“理想”的无碳备用解决方案，长期使用的话就比较昂贵了。

能源消耗的根本原因是芯片功率从几百瓦迅速提高到1000瓦以上。

看新闻就能算功耗。比如，英伟达GPU出货量多少，AMD、高通出货量多少，做数学运算就知道总功率有多大。

像英伟达最新产品Blackwell B200，是目前世界上最强大的芯片，包含两颗芯片共2080亿个晶体管，通过10 Tb/s的片间互联技术连接。其采用台积电4纳米制程工艺。比起制作Hopper H100的N4技术，性能提升了6%，综合性能提升约250%，功率1000瓦——一台家用吹风机才1800瓦。

大GPU越来越多，压力出现在三个领域。在单个处理器级别上，热管理是主要限制因素。造芯片的人找到冷却办法就行。在机架功率密度的领域，配电、水冷、液冷等方式需要合理配置。

再就是电网，数据中心部署了大量机架，导致地区电网需求陡增。以美国北弗吉尼亚州为例，就数据中心容量而言，这里是世界最大的市场，比排在它后面的美国五大数据中心的容量总和还大。本来，机构预测该州2030年夏季用电高峰期将达25000兆瓦，根据现实修订后，数字是34000兆瓦。

光等电网扩容也不行。

新想法是数据中心自己配一个小型模块化核反应堆（SMR）。

此前，英国伦敦帝国理工学院多年来一直在运营小型核反应堆，用于教学和培训目的。它的反应堆位于伦敦郊外，从1965年到2010年都在运行——属于起了个大早赶了个晚集，去年夏天英国能源大臣格兰特·沙普斯宣称“英国犯了巨大错误”，要赶紧开发SMR商用。

如今，大多数打算商用的SMR公司，产品主要是给小城镇提供电力照明。不过，一些专业公司已经把目光瞄准数据中心了。

SMR大约有50多种设计方式，可以根据客户的需求搭建。在美国，一家名为NuScale的公司，其一项SMR设计已经获得核能办公室批准。在英国，核监管办公室正在继续研究两家公司提供的报告。

美国能源公司西屋公司希望在英格兰东北部的蒂斯谷建造四座SMR，靠近现有的哈特尔普尔核电站。

数据中心的核电站会是什么样呢？据研究者介绍，大概是个大型不锈钢罐子，埋在地下15米处，数据中心就盖在上面。据说，OpenAI的CEO山姆·奥特曼在10年前就考虑到了这个问题。

当然，SMR还是比较敏感，涉及到国际和平与安全问题。开发者需要遵守相关的条约和规则，防止其被用于军事目的，或引发核扩散和核冲突。

值班主编 | 黄茗婷

排版 | 诺言