（原标题：GPU，太耗电了）

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起原：施行编译自blocksandfiles。

数据中心濒临一段时辰的电力供应终结，这将影响其增长过甚所提供的IT工作的增长。低功耗IT开采将有所匡助，但东说念主工智能所需的GPU耗电量远高于X86工作器。超大鸿沟数据中心不错构建我方的数据中心发电机，但其尾数据中心则依赖于国度电网，而这些电网是发展恰当的系统，这意味着企业和消费者IT工作的增长将濒临终结，因为IT工作需求将独特电力供应的增长。

数据中心阛阓抓续增长。Dell'Oro Group 的商量领会，数据中心物理基础枢纽 (DCPI) 阛阓在 2025 年第一季度同比增长 17%。这美艳着其连气儿第四个季度完满两位数增长，这收成于超大鸿沟数据中心运营商和主机托管工作提供商的抓续投资，他们正在扩建数据中心容量，以知足东说念主工智能 (AI) 责任负载的需求。商量指出，液冷期间的接纳率激增（DLC 收入翻了一番），高密度电源机架接近 600 千瓦，以及母线槽等配电系统的增长率独特 40%。

自然整个地区皆完满了增长，但北好意思地区以23%的同比增长联结跑其他地区。好意思国能源部的一份论述发现，2023年数据中心蹧跶的电力约占好意思国总电力的4.4%，展望到2028年将占好意思国总电力的6.7%至12%。论述指出，数据中心的总用电量从2014年的58太瓦时攀升至2023年的176太瓦时，展望到2028年将增长至325太瓦时至580太瓦时。

劳伦斯伯克利国度实验室发布的《好意思国能源部 2024 年 12 月好意思国数据中心能源使用情况论述》

Dell'Oro 集团商量总监 Alex Cordovil Araujo 暗示：“向加快贪图的转移正在重塑数据中心格式。东说念主工智能不单是是顺风，更是推动新基础枢纽范式需求的结构性力量。液体冷却期间正在快速发展，高密度电源架构也在快速演变，展望机架功率将很快达到 600 kW，而 1 MW 设置已在计议之中。”

其《2025 年 1 月数据中心 IT 成本支拨 5 年预测论述》称，展望到 2029 年大家数据中心成本支拨的复合年增长率将达到 21%。到 2029 年，用于 AI 历练和特定领域责任负载的加快工作器可能占数据中心基础枢纽支拨的近一半。

Dell'Oro Group 预测，到 2029 年，大家数据中心成本支拨展望将独特 1 万亿好意思元。尽管抓续鼓动可抓续发展，但 AI 基础枢纽支拨仍将保抓顽强增长势头。该公司以为：“为撑抓 AI 和 ML 责任负载而兴起的加快贪图已成为 DCPI 阛阓的主要驱能源，这权贵进步了数据中心的电源和热不休需求。举例，当前平均机架功率密度约为 15 kW/机架，但 AI 责任负载需要 60 至 120 kW/机架智商撑抓近距离的加快工作器。自然机架功率密度的跃升将触流配电方面的革命和居品开发，但热不休方面正在发生更大的变革——从风冷到液冷的转移。”

这些新建的数据中心需要电力供应，而国度电网系统正成为电力供应的瓶颈。当前，数据中心的用电量约占大家电力蹧跶的3%，到2030年，这一比例可能会翻一番，这将带来严重的发电和供电问题，以及环境影响问题。

从某种意旨上说，咱们不受能源分娩的制约，因为咱们领有石油、自然气和燃煤发电站，还有核能、水力发电、风能和太阳能发电。然则，煤炭、石油和自然气发电（这三种化石燃料）会危害环境，而煤炭在这方面最为严重。发电趋势是逐渐淘汰燃煤发电站，石油和自然气发电站的淘汰进度较轻，而可再生能源、风能和太阳能则将占据主导地位。它们皆不错扩建，而水力发电则受到步地可用性的终结。由于辐照和核燃料期凌及惩办问题，核能发电受到终结，但跟着袖珍模块化反应堆阐扬作用，核能发电正领会出复苏的迹象。Pure International 首席期间官 Alex McMullan 暗示，三大超大鸿沟企业的能耗独特 60TWh，当今皆领有（或正在领有）我方的核电站。

然则，即使能够产生弥散的电力，其运送也会带来新的问题。国度电网将发电站点与耗电站点（举例数据中心）承接起来。这些电网为企业和家庭用户、大型和袖珍消费者供电，必须保抓供需均衡。由于数百万消费者死守日夜举止法例，总体需求在白昼上涨，在夜间下跌。由于风速可能增强或削弱，外汇交易可再生能源可能会出现供不应求的情况，而太阳能发电只可在白昼供应。

在此配景下，电网运营商必须均衡供需，开启或关闭发电，并限制发电机与电网的承接。这并非一项肤浅的操作，2025年西班牙电网故障就诠释了这少量。

他们还必须升级电网布线和交换/变电基础枢纽，以冒昧一年来的需求变化，包括新建电缆、建造和部署新的中枢和边际（变电站）单位。McMullan 暗示，跟着越来越多的贪图由高耗能 GPU 而非相对节能的 x86 CPU 实施，数据中心的电力需求正在增长。东说念主工智能正在推动用电量的上涨。

他计算，一块 GPU 至极于一个“圭臬”四东说念主家庭逐日约 30 千瓦时的能耗。NVIDIA 每季度出货数十万块 GPU。一块 GPU 至极于一个“圭臬”四东说念主家庭逐日约 30 千瓦时的能耗。NVIDIA 每季度出货数十万块 GPU。当今，一机架 GPU 的耗电量独特 100 千瓦，至极于约 200 块太阳能电板板的输出功率，或约 0.01% 的核反应堆输出功率。

数据中心一直以来皆以电源使用成果 (PUE) 来揣度。PUE 值的贪图次序是将数据中心的总能耗除以其 IT 开采所蹧跶的能耗。PUE 值越低，能源成果越高。该谋略由绿色网格组织 (TGG) 于 2007 年推出，并得回了业界和列国政府的宽泛认同。然则，PUE 值并不可响应当地的步地各异；寒凉步地下的数据中心所需的制冷量较少。

绿色计议

数据中心电力供应问题频繁被视为更宽泛的关怀点，即碳排放。与咱们大大皆东说念主雷同，数据中心运营商也但愿减少碳排放，以缓解大家变暖。他们偶而还但愿完满更可抓续的运营，这意味着裁减开采冷却的耗水量。

转向可再生能源供应不错减少碳排放。改用风冷而非水冷不错裁减用水量，从而裁减用电量，因为电扇和散热器的功耗低于泵、散热器电扇和水箱。但水冷不错承受更高的热负荷，因此 GPU 工作器可能需要接纳水冷。此外，赤说念地区的数据中心会发现风冷成果不如温带和清冷地区的数据中心。

咱们不可只是为了进步冷却成果而采选数据中心的位置，因为它们可能距离用户数千英里，由于收集传输时辰较长，数据看望时辰过长。此外，它们还需要距离发电源不太远，因为电网传输和升降压变压器的脱手会导致一定比例的电力赔本。

优化数据中心成本、IT 开采性能、用户数据看望时辰、数据中心电力供应和需求以及水蹧跶是一项复杂的责任

数据中心用电量

数据中心的电力预算是固定的；其电网电源和边际承接开采皆是硬件，因此存在无法朝上的上限。淌若其里面基础枢纽的某一部分耗电较多，举例从 CPU 切换到 GPU，那么其他部分可用的电力就会减少。电力成果正成为一个关键计议要素。

据计算，数据中心26%的电力供诈骗于工作器（20%）和存储（6%），其余电力则用于冷却和UPS（50%）、电源退换（11%）、收集硬件（10%）和照明（3%）。这些只是约略的数字，因为数据中心的鸿沟和冷却需求彰着存在各异；寒凉步地下的数据中心需要的冷却量较少。

运营商不错计议针对特定开采类别来裁减功耗，其中冷却和UPS的能效是关键计议要素，因为它们占数据中心平均用电量的一半。工作器、存储和收集开采也不错进行优化，以裁减功耗。举例，与现成的SSD比拟，Pure Storage的DirectFlash期间不错裁减NAND存储的用电量。

问题不单是在于数据中心。为了完满经济脱碳，列国需要将制造业、食物分娩和工业举止从化石燃料发电中转移出来。它们需要接纳电动汽车，而仅此一项就可能需要将发电量进步100倍。

通盘电力供应链，从开采电缆所需的铜矿、用于发电和输电开采的铝和钢材，到发电自己，再到设立端到端的电网基础枢纽、纠正运营不休、增强电网韧性以及更灵验地为大用户供电，皆需要更新。这将是一个耗资数十亿好意思元致使数万亿好意思元的格式。

列国政府需要意志到这个问题，并使其发电和供电机构能够冒昧。IT供应商不错通过游说国度和州的计谋制定者来阐扬我方的作用，但从根底上来说，一个国度的通盘生意部门皆需要参与到这项责任中来。

https://blocksandfiles.com/2025/07/14/power-consumption-and-data-centers/

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