数据中心老化:其容量几何?
2025/01/20在生成式 AI 模型的强力驱动下,IT 工作负载预期将大幅攀升,由此引发的巨大容量需求,持续推动着全球数兆瓦级数据中心设施的建设热潮。
然而,不容忽视的是,众多组织所依赖的设施颇为陈旧,其使用年限已逼近甚至超出 10 至 15 年的设计寿命。依据 Uptime Institute 在 2024 年开展的全球数据中心调查结果,约半数的数据中心设施已运营超 10 年。
这一现象意义重大,若不将设施的年龄与规模纳入考量,就极易低估能源性能、功率密度等关键领域的发展态势。通常而言,新建设施不仅能耗更低,而且往往能够容纳更高密度的 IT 机柜。与之相对,大量老旧设施的存在,阻碍了行业在平均容量、PUE(电源使用效率)以及密度等方面取得总体性的数字进展。
在 2024 年,Uptime Institute 的年度调查针对受访者数据中心在设计 IT 负载中的规模,收集了更为详尽的信息。尽管样本在统计学上无法完全代表全球数据中心的总体情况,但结果显示,当下多数数据中心的容量集中于 2014 年及之后投入使用的设施之中。
尽管容量加权计算有助于在未来的 Uptime Intelligence 报告里,更为精准地洞察行业趋势,但它并不会改变先前的调查结论。此次调查中数据中心的平均服役时长为 10.2 年,与平均设施年龄 11.3 年相比,二者差异并不显著。
此次调查涵盖的数据中心,无论规模大小,平均使用年限为 11.3 年。大致而言,有半数的数据中心运营时长在 10 年及以下,其余则超过 10 年(见图)。
各数据中心之间存在较为显著的差异,其中规模差异尤为关键。引入加权因素后,平均值虽有所变动,但幅度不大。“平均兆瓦数” 对应的年限为 10.2 年。尽管运营超 10 年的老旧数据中心在调查样本中占比 48%,然而其在总 IT 容量中的占比仅为 38%,仍属少数。
颇为有趣的是,运营时长不足 10 年的数据中心群体内部,出现了更为明显的变化 —— 这一时间段完全处于典型的设计寿命区间内。单纯从设施数量上看,运营一到五年的数据中心与运营六到十年的数据中心数量相近。但从兆瓦数来衡量,最新建成的数据中心容量占比(38%)显著高于运营六到十年的数据中心(24%)。
这一现象不难理解,在过去五年间,部分数据中心项目规模空前。近期的建设成果使得稍旧数据中心的容量相形见绌,尽管两者在设计上并无太大差异。不过,上述加权数据表明,即便如此大规模的建设,仍未能完全消除那些年代更久、或许效率更低的设施所产生的调节性影响。
Uptime Intelligence 正在密切追踪多个数据中心园区的建设动态,预计每个园区的容量将达到约 1 千兆瓦。这种千兆瓦级别的园区仅仅在过去几年才开始出现。回溯十年前,当调查样本中的常规设施投入运营时,如此规模的数据中心堪称闻所未闻。
尽管这些园区的规模通常比以往的园区大出一个数量级,但在全球数据中心空间总量中,其所占份额依旧较小。千兆瓦园区问世时间尚短,数量有限,尚不足以切实改变数据中心的年龄结构。业界对生成式人工智能容量持续扩充的期望颇高 —— 但在 2024 年,传统 IT 设施的装机基数依旧远超新建设施。
此外,新建容量的热潮并未促使老旧、小型设施相应减少。由于需求增长速度持续高于建设速度,客户的需求使得所有可用的数据中心空间都得到了充分利用。重复利用现有基础设施,如建筑外壳、电力、网络和冷却系统,所节省的资金,往往能够在高效冷却升级难以实现的情况下,为更高的能源费用提供合理支撑。在北美大部分地区,较低的电价能够减轻能源效率低下对成本造成的影响,这或许是该地区运营超 15 年设施占比最大的原因之一。然而,低效设施不仅浪费了变电站的容量,还阻碍了企业履行减排承诺。
未来几年,数据中心容量需求的增长态势并无放缓迹象。除了生成式 AI 应用带来的新需求,主流 IT 工作负载也在持续增长。为了提供数字产品与服务,新的数据中心站点(每个规模达数百兆瓦)将不断涌现。只要建设速度能够满足需求,这将促使已安装数据中心容量的年龄分布趋于年轻化。
不过,许多老旧数据中心仍可能继续保留。升级或翻新现有设施所能节省的成本颇具吸引力,许多运营商期望在未来几年内,让老旧站点的 IT 硬件跟上发展步伐。同时,老旧设施的现代化并非适用于所有应用场景 —— 尤其是当设施的功率范围因公用设施连接限制,或现场电力基础设施升级不切实际而无法扩大时。
此外,Uptime Intelligence 的调查数据还显示,大量 IT 机架的功率低于 6kW。在这样的功率密度下,多数传统设施在达到使用寿命之前,未来几年内仍将具有使用价值。
数据中心监管环境的进一步改变,可能会削弱老旧数据中心的商业可行性。严苛的能源效率要求,或许终有一天会使传统数据设施在成本上丧失竞争力,甚至不符合相关规定 —— 这是一种即便投入大量资源也难以改变的 “年龄惯性”。然而,类似欧盟能源效率指令那样的情况,同样需要数年时间才可能成为现实。
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