“到2025年，AI在全球數據中心用電量中的占比將從2%增加到10%。”來自Uptime Institute的報告，揭示出AI計算需求的急劇增長，并帶來能源消耗的快速攀升。

從通用算力走向智能算力，AI計算依賴于高性能的GPU、TPU等芯片加速器，一個GPU的功耗可能是數百瓦甚至更高，從計算卡到服務器再到整機柜，功率層層激增，加上AI算力的集群化部署特點，導致AI算力中心對電力消耗的需要越來越大。

國際能源署（IEA）發布的報告顯示，在2022年全球消耗約460TWh之后，數據中心的總用電量到2026年可能達到1000TWh以上。全球數據中心電力需求翻倍的背后，是智算中心超大集群建設，帶來的高功率和高能耗挑戰。

伴隨計算密度的增加，進一步地，智算中心對供電和制冷提出更高要求。供電系統作為動力心臟，任何電力波動都可能導致關鍵任務中斷；AI任務帶來的高發熱量使得制冷系統的負擔加重，作為重要保障，制冷系統要對其進行高效散熱，確保設備穩定運行。

“電+冷”，為智算中心打造雙重生命線

同樣來自Uptime Institute的報告數據顯示，數據中心發生故障的最常見原因是供配電電源問題，故障占比52%，另有19%的故障源于數據中心的冷卻問題，它們形成數據中心事故或中斷的兩大主因。

不難理解，更高的算力意味著更高的功耗，而更高的功耗意味著更大的熱量產生，進而需要更強大的制冷系統。反過來說，如果制冷系統運行不佳，設備溫度升高，功耗會進一步增加，甚至設備可能因為過熱而停機。此外，對于供電面臨的挑戰而言，不僅僅要提供足夠的電力，還包括如何做到高效、穩定，避免電力波動導致故障宕機。

尤其對于AI計算任務來說，訓練中斷導致回退乃至訓練重啟，將帶來更大的時間、資源浪費和經濟損失。

因此，供電和制冷系統的高可靠性成為關鍵。“智算時代，‘安全可靠’是數據中心基礎設施的最核心競爭力。”在華為全聯接大會2024首日召開的數據中心基礎設施峰會上，華為數字能源副總裁、華為數據中心能源及關鍵供電產品線總裁何波直言。

安全可靠始終是數據中心的最本質需求，步入智算時代，并行計算故障域擴大，波動負載更明顯，面向通算設計的供電和制冷架構越來越不匹配。

如何做到真正的安全可靠？顯然，供電和制冷不能有任何短板。在何波看來，“全鏈路的安全可靠，才是真正意義上的安全可靠”。這需要從規劃、建設到維護，構建端到端全鏈保障機制，應對不斷攀升的電力需求，處理陡增波動的功率跳變與熱量，例如將智算制冷故障的應急響應時間由2分鐘縮短至30秒，保障智算中心穩定運轉。

全鏈路安全可靠，構建智算中心堅實后盾

隔離式儲能、分布式架構、連續性制冷、高質量產品、專業化服務、智能化管理……為確保智算中心的全鏈路安全可靠，華為重塑了供電與制冷系統，全生命周期筑牢了產品設備的高可靠性。

• 安全始于“規劃”，可靠貫穿“設計”

首先，在架構安全方面，相比于多數大型數據中心采用集中式冷凍站供冷系統、數據中心傳統供配電系統多為攢機方案帶來的故障點多、故障域大、結構復雜等弊端，供電與制冷的分布式架構實現一箱一路電，一箱一制冷，單臺故障不擴散，帶來更高的架構解耦靈活性和可靠性，使得業務不斷電、溫度零波動，是智算數據中心故障域最小化的有效手段。

其次，在備電方案方面，鋰電在數據中心的應用越來越普及，尤其在智算時代，鋰電能量密度高、占地小、壽命長，是智算中心備電首選。同時，安全是一切的前提，除了選擇安全可靠的電芯，還要考慮拉遠部署鋰電，才能最大化保護GPU等核心算力資產。

第三，在制冷的連續性方面，在智算高密場景下，制冷中斷超過30秒將導致IT設備溫升超標。這要求智算制冷架構需具備制冷不中斷、異常恢復快兩大必備能力。華為通過創新架構實現連續制冷，主備電源切換時制冷系統零中斷，大幅提升了數據中心可靠性。

• 高質量產品是“基礎”，專業化服務是“保障”

為了確保數據中心具備高可靠性、高安全性，需要從產品本源安全可靠出發到專業化團隊設計運維，構建端到端全鏈保障機制，才能確保數據中心的整體安全可靠。

一方面，在產品設計、生產等環節貫穿全鏈安全理念，華為從設計、生產制造源頭保障了產品的安全可靠，以鋰電池產品為例，華為進行了5級可靠性設計和10層多防護設計，不斷提升備電系統的安全等級；另一方面，在交付服務上，將安全貫穿數據中心的“規劃設計、安裝交付、運維保障、優化提升”全生命周期，例如提供標準化、品質化交付，預防、預測性維護等，端到端構筑安全能力。

• AI反哺數據中心，助力智能化安全保障

得益于GPU等算力驅動和智算中心的發展，AI應用快速面世和普及，反過來，AI也將反哺數據中心，助力智能化安全保障。例如，利用人工智能算法對鋰電池的電、熱、化學信號等進行實時監測和分析，識別異常電芯，進行銅排異常檢測等，從而做到起火預防；以及進行掉電預防、高溫預防等，提前預測和診斷故障。

安全可靠、彈性演進、綠色低碳，引領AI DC新時代

在智算場景高功率密度和高熱量產生并存的局面下，看得出，華為將安全可靠做到了極致，打造高可靠制冷與供電，守護智算中心雙重生命線。

此外，隨著智算芯片演進節奏步入“一年一代”，以及數據中心耗電量的激增，數據中心的彈性演進、綠色低碳同樣成為行業用戶的兩大需求痛點。華為智算供電與智算制冷解決方案亦體現出了這兩大特色，舉例來說，華為室外電力模塊通過架構全解耦、全模塊化設計，實現一箱一路電，室外拉遠部署，既不占用機房空間，部署快、易擴容，還有效保障鋰電在數據中心的安全應用，是智算時代靈活供電首選方案。華為風液融合方案可以根據智算業務實際需求，動態調整風冷和液冷的比例，從而實現最佳的制冷效率，使得系統節能性大幅提升。

整體而言，面對安全性挑戰、高功率挑戰、高能耗挑戰，以及競爭加劇、代際迭代快的不確定性挑戰，華為以安全可靠、彈性演進、綠色低碳三大原則為核心，構筑智算時代新基石。

AI帶來了前所未有的算力革命，未來的數據中心將不僅具備更強大的算力，還會在供電和制冷方面更加節能、高效、可靠，成為推動數字經濟發展的綠色引擎，讓數字世界堅定運行。