未来数据中心发展面临哪些课题？

在当今的数字社会中，个人、企业及政府机构等使用的多类终端和系统均与云端互联，实现了全社会范围内的数据共享和有效利用。支撑这些丰富且可持续的生活和商业的技术，是人们日常未曾意识的大规模高性能信息处理基础设施——“数据中心”。数据中心如今已成为与电力以及通信同等重要的社会基础设施。除了云端应用，AI和DX（数字化转型）的发展，也已无法脱离数据中心。

然而，云计算与AI技术的高速发展对数据中心电源能耗提出了挑战。除了数据中心内的服务器、电缆等设备消耗的大量电力，设备电力还会部分以热能形式散发，需要新的散热技术。国际能源机构（IEA）的数据，截至2022年，全球数据中心的能源总消耗量约为460太瓦时（资料来源：IEA，详见后文），建设应对如此急剧增长的电力消耗的发电厂是困难的，数据中心需提升服务器及空调设备等电力效率。

村田制作所提供有助于集成数据中心和ICT设备的小型部件、有助于提高能源效率的各种电源装置以及其他各种传感器等的解决方案。本系列技术文章，村田将陆续为您介绍：

• 数据中心的作用；

• 数据中心服务器等设备及其核心技术；

• 未来数据中心要应对的挑战；

• 数据中心电力效率课题及村田解决方案。

我们日常普遍利用着多种通过互联网提供的服务，如视频流媒体服务和云存储等。此外，在商业和社会活动中，云服务的运用也变得不可或缺，如日常核心业务中普遍应用的ERP（Enterprise Resource Planning）系统和CRM（Customer Relationship Management）系统、决策和开发环节的大数据分析，以及近年来用于管理工厂及生产设施的IoT（Internet of Things）系统等，云计算已在多样化的应用场景中深度融入工作流程。

在云端，通过存储全球规模的庞大数据，并高速执行包括杰出的AI处理在内的多种多样信息处理，为我们提供了多种服务。承担这些数据共享和信息处理功能的便是“数据中心”。

数据中心，顾名思义，从其历史沿革来看，最初是作为企业内部跨部门数据存储和共享的场所而诞生的。如今，随着互联网的发展，它已演变为支撑数字化社会的基础设施，能够有效地实现全社会共享数据的存储和杰出处理。

在数字化日益深入的现代社会中，数据中心已成为不可或缺的社会基础设施。数据中心的进一步升级，需要解决诸多课题和技术挑战。

智能手机和电脑等信息设备上使用的便捷应用和服务，或许看似是由设备自身的功能和性能所提供的。当然，也有一些功能可以通过设备单独使用。然而，通过连接数据中心并与各个信息设备协同工作，便能获得通过单独使用设备所无法实现的更高价值的服务。

例如，与海外客户实时进行AI自动翻译对话、根据心情从海量曲库中挑选流行音乐聆听，或是借助生成式AI随心所欲地自动创作理想插图——这些场景的实现，正是得益于全社会共享数据中心强劲的数据存储能力和信息共享能力。

能够提供此类高附加值服务的原因在于，只要通信环境完备，不需要依赖设备本身的功能和性能，即可利用数据中心庞大的数据存储和信息处理能力。

此外，利用数据中心的优势还包括，不需要更换新设备即可持续使用很新的功能、能够根据需求灵活扩展功能和性能，以及方便地应用那些通常需要专业IT知识才能应对的杰出的安全防护措施等。

此外，作为现代社会趋势之一的“DX（数字化转型）”，若离开数据中心便无从谈起。

DX指的是利用数字技术改良社会形态的举措。世界上生活着背景各异的形形色色的人。过去，人们所能获取的信息和享有的社会服务因居住地区不同而存在差异。此外，也存在一些人只能购买廉价终端设备，或是不擅长操作设备的情况。

在DX中，关键在于能够为这些多元化的群体提供便利，而不遗漏任何人。通过利用数据中心提供服务，实现信息及其处理功能的社会共享，可以有效纠正此类差距。实际上，诸多成果已取得显著成效：即便是忙碌的人也能在空闲时间利用网络政务服务；为发展中国家的年轻人提供开拓未来的云端教育服务等。

在不久的将来，数据中心的重要性将进一步提升，预计云服务将在更多场景中得到普遍应用。

特别是在AI应用不断扩展、相关技术迅速升级的背景下，数据中心的需求正呈现爆发式增长。随着生成式AI和大规模语言模型（LLM）等技术的不断进步，市场对搭载高性能GPU（Graphics Processing Unit）等适用于AI相关处理的服务器需求也日益增长。

此外，通过将汽车等众多设备、工厂设施及社会基础设施等的功能模型化，并在数据中心以数字孪生技术进行管理，从而有效推进功能更新和维护工作的趋势也正在加速。为应对此类需求，建立若干大型数据中心的趋势日益明显。

另一方面，随着数据中心的升级、规模扩大及数量激增，新的课题也逐渐显现。

首先，数据中心消耗的电力正持续增长。根据国际能源机构（IEA）的数据，截至2022年，全球数据中心的能源总消耗量约为460太瓦时（TWh）。在最严峻的情况下，到2026年这一数字可能达到2倍以上，即1000太瓦时（下图，资料来源：IEA、「Electricity 2024 Analysis and forecast to 2026」）。

要建设与如此急剧增长的电力消耗相匹配的发电厂是困难的。因此，数据中心需提升服务器及空调设备等电力效率。

此外，由于数据中心内的服务器、电缆等设备消耗的大量电力会以热能形式散发，因此需要引入新的散热技术。

通常，在服务器等设备内部执行运算处理时，作为核心的半导体芯片需要将工作环境温度控制在特定范围内，否则无法正常运行。在某些情况下，设备可能会因自身产生的热量而出现故障。因此，多种散热措施被研发并投入使用，例如采用液冷系统替代传统的风冷式冷却系统等。

今后，数据中心在社会中的作用将进一步提升。为实现更杰出且高性能的数据存储与信息处理功能，同时解决新近显现的多类课题，硬件与软件两方面的技术研发正在积极推进。

可以说，能否实现富裕且可持续的社会，取决于这些面向数据中心技术的进一步发展。

村田是OCP（开放计算项目）的成员之一，专注于数据中心市场的开拓，提供有助于集成数据中心和ICT设备的多种部件，致力于为您的数据中心业务提供齐备的产品配置和解决方案，打造智能、效率较高的新一代数据中心。