《2020年能源法》要求美國能源部向公眾提供勞倫斯伯克利國家實驗室先前研究《美國數(shù)據(jù)中心能源使用報告（2016）》的更新版本。該報告旨在滿足國會的要求，估計了自2014年以來的歷史數(shù)據(jù)中心電力消耗，依據(jù)以往的研究和歷史運輸數(shù)據(jù)。報告還基于新趨勢和最新可用數(shù)據(jù)，提供了到2028年的未來需求情景范圍。圖ES-1（下文）提供了2014年至2028年期間美國數(shù)據(jù)中心總電力使用量的估計，包括服務(wù)器、存儲、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和基礎(chǔ)設(shè)施。

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　　如圖ES-1所示，美國數(shù)據(jù)中心的年能源使用量在2014年至2016年間保持穩(wěn)定，約為60太瓦時，延續(xù)了自2010年左右以來的微弱增長趨勢。2017年，整體服務(wù)器安裝基數(shù)開始增長，圖形處理單元（GPU）加速的人工智能（AI）服務(wù)器成為數(shù)據(jù)中心服務(wù)器庫存中相當(dāng)重要的一部分，使得數(shù)據(jù)中心的總電力消耗再次增加，到2018年，數(shù)據(jù)中心消耗了約76太瓦時，占美國年度總電力消費的1.9%。美國數(shù)據(jù)中心的能源使用量繼續(xù)以加速的速度增長，到2023年將達到176太瓦時，占美國總電力消費的4.4%。

　　近年來，數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域發(fā)生了顯著變化，這主要是由于人工智能硬件的迅速涌現(xiàn)。2023年之后的數(shù)據(jù)中心總能耗被呈現(xiàn)為一個范圍，以反映各種情景。這些情景涵蓋了未來設(shè)備出貨量和運營實踐的變化，以及冷卻能源使用的差異。設(shè)備的變化基于每年假設(shè)的GPU出貨量，這取決于未來的GPU需求以及制造商滿足這些需求的能力。GPU加速服務(wù)器的平均運營實踐代表了計算能力的多少，以及安裝基礎(chǔ)中的AI硬件使用頻率，以滿足AI工作負載的需求。冷卻能源使用的差異則基于冷卻系統(tǒng)選擇類型及其效率的情景，例如轉(zhuǎn)向液冷或遠離蒸發(fā)冷卻。編譯 陳講運

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　　這些情景變化共同提供了數(shù)據(jù)中心總能耗的一系列估計值，如圖ES-1所示，到2028年，低值和高值分別約為325太瓦時和580太瓦時。假設(shè)平均容量利用率為50%，這一年度能耗范圍將轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)中心總電力需求在74到132吉瓦之間。這一年度能耗還占預(yù)計2028年美國總電力消費的6.7%至12.0%。

　　歷史上，數(shù)據(jù)中心的電力使用量從2000年到2005年間大幅增加，在此期間大約翻了一番。在2010年代初期和中期，從本地數(shù)據(jù)中心轉(zhuǎn)向托管或云設(shè)施的轉(zhuǎn)變幫助提高了效率，使得數(shù)據(jù)中心的電力使用量在數(shù)據(jù)中心行業(yè)顯著增長、數(shù)據(jù)中心服務(wù)大幅擴展的同時幾乎保持不變。這些效率策略包括改進冷卻和電源管理、提高服務(wù)器利用率、增強計算效率以及減少服務(wù)器空閑功耗，使該行業(yè)在這段時期內(nèi)避免了能源需求的增長。