美国能源部(DOE) 最新发布的美国『数据中心』能源使用报告显示，由于 AI 硬件的快速普及和云服务的扩张，『数据中心』的用电量显著增加。
根据 12 月 20 日发布的报告显示，『数据中心』用电量从 2014 年的 58 太瓦时 (TWh) 上升到 2023 年的 176 TWh，占美国总用电量的 4.4%。
预计到 2028 年，这一需求将呈指数级增长，预测数值在 325 TWh 到 580 TWh 之间，可能占美国总用电量的 6.7% 到 12%。
这份由劳伦斯伯克利国家实验室撰写的报告指出，这一激增归因于 GPU加速『服务器』的使用增加（特别是用于 AI 工作负载），以及云服务和数据密集型应用的广泛趋势。
为长期增长铺路
在 2018 年至 2023 年间，『数据中心』年度能源消耗以 18% 的复合年增长率 (CAGR) 加速增长。
DOE 工业效率和脱碳办公室主任 Avi Shultz 博士向 Data Center Knowledge 表示，解决不断增长的电力需求需要采用组合方案。
他说："这种方案利用能源组合来满足近期增长需求，采用现有商用技术，同时通过电网优化工作为支持长期增长铺平道路。"
这些解决方案涵盖整个电力系统，从新型发电和现场储能技术到加强和扩展输电系统，以及最大化需求资源的效率和灵活性。
当前『数据中心』消耗了美国超过 4% 的电力 - 预计到 2028 年将上升至 12%
报告预测，2023 年至 2028 年的增长率将在 13% 到 27% 之间，具体取决于冷却系统效率、GPU 需求和运营实践等变量。
液冷等创新技术和从蒸发系统的转变被认为是关键的效率策略。
Shultz 博士指出，DOE 支持多项改善『数据中心』冷却系统能源和用水效率的工作。
例如，ARPA-E COOLERCHIPS 计划正在推进从『芯片』级到设施级的冷却技术，通过液浸冷却等技术的发展，Shultz 博士表示这可能减少多达三分之一的总电力消耗。
效率提升与新兴挑战
从历史来看，由于改进冷却、提高『服务器』利用率和减少空闲功耗等效率策略，『数据中心』行业在 2010 年至 2016 年间实现了近乎平稳的能源消耗增长。
然而，报告指出，AI 和加密货币应用的兴起已经扭转了这一趋势。
加速『服务器』使得自 2017 年以来能源需求翻倍，突显了需要采用新方法提高能源效率。
报告确定了几个关键的改进领域，包括基准测试计划、与公用事业公司合作，以及可扩展核能和实时可再生能源解决方案等清洁能源技术的进步。
这些措施旨在平衡不断增长的需求与环境可持续性。
DOE 还主张提高『数据中心』能源使用的透明度，以指导未来的规划和政策。
Shultz 说："对美国来说，不会有一个万能的解决方案。我们需要一个全方位的能源解决方案，核能是满足这一不断增长需求的能源组合中的一个组成部分。"
他解释说，AI 和『数据中心』负载增长为需要 24/7 供电的先进核能源提供了机会。
"核能产生无碳电力，提供与各种其他能源互补的弹性电力，土地使用需求低，并能实现电网灵活性，"他说。
2028 年后的『数据中心』
在 AI 技术持续采用、电动车基础设施和工业电气化的推动下，预计『数据中心』能源消耗的快速增长将持续到 2028 年之后。
随着『数据中心』成为美国能源需求中越来越重要的部分，报告指出利益相关者必须同时应对当前挑战和长期基础设施需求。
投资新的电力基础设施、创新风险共担模式和新兴技术将对确保『数据中心』保持高效和可持续至关重要。
