面向未来的中国数据中心：绿色低碳与高可靠性 1 面向未来的中国数据中心： 绿色低碳与高可靠性 siemens-energy.cn 西门子能源商标由西门子股份公司授权使用。 面向未来的中国数据中心：绿色低碳与高可靠性 2 01 概述 02 算力拉动全球电力需求 03 中国数据中心规模与现状 04 中国电力供给结构与低碳转型 05 中国数据中心的发展趋势 06 面临的挑战 续性。西门子能源通过为数据中心运营商制定稳健的能源系 统战略规划，提供全球高效的能源技术方案，助力数据中心 运营商在当前和未来能源体系中实现这四个关键要素的协同 优化。 目录 面向未来的中国数据中心：绿色低碳与高可靠性 3 算力拉动全球电力需求 根据国际能源署测算，2024 年全球数据中心电力消费约为 415 TWh，占全球电力总需求的 1.5%。在基准情景下，预计 到 2030 年这一数字将翻番至 945 而数据中心电力需求增速正迅速赶超传统工业，成为能源系统转型的不可忽视的关键变量。 全球数据中心用电量及展望（IEA） 单位：TWh 数据来源：国际能源署（IEA） 面向未来的中国数据中心：绿色低碳与高可靠性 4 中国数据中心规模与现状 截至 2024 年底，全国在用算力中心机架总数已突破 880 万 标准机架 1，算力总规模达到 280 EFLOPS（每秒百亿亿次浮 点运算），其中智能算力占比显著提升至

Up互联可达 576颗GPU。 趋势洞察 03 趋势洞察 04 智算网络在确保AI训练和推理方面发挥着关键作用。它包括设计良好的后端网络和前端网络架构以满足 AI 严格要求的工作负载，其特点包括高可靠性、高速、高容量、低延迟和无损。后端网络用于互连高价值计 算密集型AI训练、AI推理所需的GPU和其他高性能计算（HPC）工作负载，前端网络支持连接对于AI工作负 载、通用工作负载（非AI计算） 区、通用计算区、存储区 以及管理区，在网络层面，划分为参数面、样本面、业务面及管理面四个网络平面。参数面网络承担AI训练 和推理的模型参数的同步与聚合（如梯度交换），需满足超高吞吐、超低时延和高可靠性，通常采用RDMA （如RoCEv2或InfiniBand）和无损组网技术，以支持大规模分布式训练。样本面网络，用于传输训练所需的 原始数据（如多模态样本）和预处理后的中间数据，常通过高速NAS或分布式存储协议实现，需处理海量小 理流量，采用多层CLOS组网，通常部署为TCP/IP有损网络。几类网络通过逻辑或物理隔离，确保智算中心 高效协同，同时降低跨流量干扰。 为满足智算中心内部网络超大规模、超高吞吐、超低时延、超高可靠性的性能需求，构建智算网络的技 术体系如图2-2所示，包括智算网络基础设施层、拥塞控制层、流量调度层、网络协议层和集合通信层以及高 可靠性保障和智能化运维等功能模块。 基础设施层提供智算中心硬

池，助力预测性维护与工艺优化。无线赋能助力未来产业培育壮大。 无线技术持续创新，深度赋能人工智能、具身智能、商业航天等， 成为推动未来产业发展的关键力量。以 5G 赋能具身智能为例，5G 毫秒级时延与高可靠性，确保机器人关节传感器、视觉摄像头的实 时数据能瞬时传输至控制系统，支撑精密操作。 （三）无线电管理为产业发展提供重要保障​ 依托频谱资源的科学调配、无线技术及应用创新的持续赋能、 电磁空 手机直连高轨卫星 NTN 语音通话实验室验证，加快手机直连卫星业务落地。 5.Wi-Fi 技术持续演进，标准制定和产品研发同步推进 Wi-Fi8 相较于 Wi-Fi7 着重有效提升吞吐量和超高可靠性。 Wi-Fi8 能够满足至少 99.9%，甚至更高的可靠性标准，以满足生活 场景和工业制造场景中，车载互联、智慧医疗、XR、机器人、传感 器和工业机械间需进行高速且稳定的数据传输的极高要求。例如，

千 兆以太网接口，支持 DHCP、UDP 和 TCP/IP 网络协议。 14、供电：DC12V，POE 选配。 15、功耗：10 瓦。 16、散热：无风扇设计，静态散热。 17、平台具有高可靠性，任何输入输出节点设备故障不会影响其它节 点设备正常运行，只需对故障节点设备进行更换即可。支持快速换机， 做到“即插即用”。 18、支持坐席管理人机分离，可以远程操作多台业务主机的应用系统， 千 兆以太网接口，支持 DHCP、UDP 和 TCP/IP 网络协议。 14、供电：DC12V，POE 选配。 15、功耗：10 瓦。 16、散热：无风扇设计，静态散热。 17、平台具有高可靠性，任何输入输出节点设备故障不会影响其它节 点设备正常运行，只需对故障节点设备进行更换即可。支持快速换机， 做到“即插即用” 18、支持坐席管理人机分离，可以远程操作多台业务主机的应用系统，

JFET，到电压等级为 80 V 至 650 V 的超高速开关 GaN HEMT，再到能够向处理器传输数千安培电流 的先进硅基解决方案（例如，IBC 和背面垂直电压调节模块）。这些产品在苛刻要求下亦能保持高品质与高可靠性， 是确保吉瓦级数据中心实现无障碍稳定运行的关键基础。 预测六：配电将从交流系统转向直流微电网 要在 AI 数据中心实现极致能效，必须对整个配电链——从发电到用电——进行全面优化。当功率需求逼近吉瓦级时，

据部件振动值与温度波动趋势，精准判断轴承磨损、油路堵塞等故障隐患，提前制定 维护计划并推送备件更换建议，显著降低突发停机概率。 （3）. 冗余供电技术 采用"双路市电+UPS 冗余配置+柴油发电机"的三级供电架构，构建高可靠性电力保 障体系。当主供电线路出现异常时，UPS 系统可在毫秒级内完成切换，确保算力设备 持续运行；若市电长时间中断，柴油发电机将自动启动并接管供电。各环节通过智能 切换装置实现无缝衔接，有效保障数据中心供电连续性。 PFC（优先流控制）抑制低优先级流量对高优先级任务的干扰。 2) 智能拥塞控制：采用 DCTCP 或 PFC-Trees 算法，动态调整数据传输速率 （如检测到链路过载时降低非关键任务的带宽占用）。 （3）. 高可靠性保障： 1) 冗余链路：部署 ECMP（等价多路径）和 BFD（双向转发检测）协议，实 现链路故障 50ms 内自动切换。 2) 网络应用层监控：通过监控系统识别 2-7 层协议的性能瓶颈，结合可视

全 IP 监 控系统为目标，让用户可通过网络中的任何一台电脑来观看、录制和管理实时 的视频信息，且系统组网便利，结构简单，新增监控点或客户端都非常方便。 系统具备以下特征： （1）系统具备高可靠性、高开放性的特征：通过采用业内成熟、主流的设 备来提高系统可靠性，尤其是录像存储的稳定性，另外系统可接入其他厂 家的摄像机、编码器、控制器等设备，能与其他厂家的平台无缝对接； （2）具备高智 和理解，推出了多项符合视频流转发和存储的技术，利用专业性产品和配套系 统，提供了高稳定性、高安全性、高可靠性的转发存储系统，在系统灵活性、 兼容性、安全性、稳定性、可靠性、冗余性以及设备磁盘利用率、功耗、重量、 体积和性价比上，都有非常大的优势。 （1）可靠性高 设备采用嵌入式操作系统，不会因病毒等原因导致无法使用或者异常关机 重启，确保系统高可靠性。 嵌入式 NVR 专用软硬件的特性，决定了其针对应用环境的“量身打造”，环

服务和通信服务等技术，为车企提供强大的车联网接入服务。 北京浩瀚深度信息技术股份有限公司致力于成为国内互联网流量和数据智 能化的领航者，通过持续探索新技术、新业态、新模式，多年来为中国互联网提 供高性能、高精度、高安全、高可靠性的整体解决方案，实现了网络可视、智能 管控、数据治理、AI 应用、安全防护和数据价值，是一家集软硬件产品研发、 生产、销售和服务于一体的高科技企业。为各行各业提供数据采集、大数据治理、 人工 、AI、VR 等新技术新装 备的运用使得应用现场需要一套功能丰富、高性能、高可靠的无线通信网络。 本项目根据安徽古井集团亳州智慧园区 5G 专网和网络安全建设需求，构造 一套适应于生产应用的高可靠性、高安全性的 5G 工业应用专网和泛终端安全接 入管控系统，助力古井在智慧制造的领域占据先机，为产业转型、质量提升提供 有力支撑。通过网络切片及边缘计算技术，在古井集团部署边缘 MEC 及本地应急

全域治理物业城市一网统管数字平台项目 41 计算技术已进入成熟化阶段，其使用范围越来越广，对各行各 业都带来了巨大的推进作用。在化工行业中，基于云计算进行 有毒有害气体扩散模拟，具有快速部署应用、高可靠性、廉 价、快速发布模拟结果的优点，已在行业中得到了广泛应用。 云计算系统运用的许多技术中，其中以编程模型、数据管理技 术、数据存储技术、虚拟化技术、云计算平台管理技术最为关 键。 6. 视频分析技术

具备高可扩展性，可支持上亿个文件和 100PB 以上量级的文件 存储；支持不重启系统，增加物理服务器后自动扩容。 在不依赖 RAID 卡和 NAS 等特殊硬件设备的条件下，提供高可 用性和高可靠性。 支持 1 万以上客户端并发读写。 提供一个数据驱动的多级流水线并行计算框架，兼容业界主流 的多种编程模型。 139 / 309 大数据能力平台建设项目方案建议书 提供并 多个虚拟密码机，虚拟的密码机以文件镜象形式存在于硬件密码机 中，云平台管理端可调用云密码服务平台的接口实现远程创建虚拟 加密机镜象，远程调用不同的虚拟密码机镜象，实现虚拟密码机的 自动化部署、启用、卸载、销毁等。 高效高可靠性 云服务器密码机可采用多路并行运算的处理技术，为应用提供 高性能高稳定的密码运算服务。 支持密钥的备份和同步 支持 VSM 之间的密钥备份和同步，保证多个 VSM 可以并行为 用户提供密码运算服务。