日前，华为发布《数据中心2030》报告，通过与业界数百名学者、客户伙伴及研究院机构等深入交流，集业界专家和华为专家的智慧，输出了华为对数据中心下一个十年发展的思考。
报告从算力需求与资源约束的核心矛盾出发，描绘了未来十年影响数据中心发展的5大未来场景，提出围绕“数效、人效、算效、运效和能效”5效提升的创新方向；同时，该报告在业界首次定义了未来数据中心的6大关键技术特征，系统性阐述了数据中心所涉及到云服务、计算、存储、网络、能源等全栈技术可能的挑战与创新方向。
报告还提出未来新型数据中心的参考架构，并附上关键预测数据指标体系，对数据中心产业的未来发展前景进行定量预测。
以下为报告部分内容摘编，报告来自华为官网，如需全文请访问华为官网获取。
产业趋势
数据中心作为人工智能、云计算等新一代信息通信技术的重要载体，已经成为新型数字基础设施的算力底座，具有空前重要的战略地位，堪称“数字经济发动机”，展望2030，数据中心的未来发展将呈现如下几个趋势：
趋势一：算力需求十年百倍增长，算力分布进一步极化
2030年通用算力将比2020年增长10倍，人工智能算力增长500倍。
未来三年内全球超大型数据中心数量将突破1000个。2030年部署在企业内的边缘计算节点将接近1000万个。
趋势二：算力的规模和效率成为国家和企业的核心竞争力
当前全球正处在千行万业智能化转型的新阶段，“百模千态”的AI大模型成为发展焦点，据预测GPT5.0训练集群的算力需求将达到GPT3.0的200-400倍。
几乎所有的基础科学和大工业都朝着多维度、高精度的大规模数据分析方向发展。
趋势三：AI驱动数据中心发生全景式革命
华为预测，到2030年全球AI计算算力将超过105 ZFLOPS(FP16)。通用大模型能力将嵌入生产力和生产工具。
通用大模型多模态泛化下的训练算力需求将保持远超摩尔定律的陡峭增长趋势，需要数据中心在算力规模、架构、算法优化、跨网协同等领域持续创新和快速迭代。
展望未来，AI的发展将加速平台型企业超级数据中心和国家级算力网络的建设。
趋势四：数据中心的产业标签从高耗能转变为绿色发展使能器
数据中心总耗电量在ICT行业占比超80%，多个国家、国际组织发布数据中心相关政策，越来越多的先进节能技术将更广泛地应用到数据中心，推动PUE的进一步下降，预计到2030年，PUE将进入1.0x时代。
据全球电子可持续性倡议组织（GeSI）预测，到2030年ICT技术通过使能其他行业，将帮助减少全球总碳排放的20%，是自身排放量的10倍。
趋势五：超出物理数据中心边界，多流协同的数据中心普及化
一方面，数百万台服务器的云数据中心、数十万台服务器规模的行业数据中心将在2030年之前出现。
另一方面，通过任务流、信息流、能量流的精准关联和多流协同，构建绿色低碳、算效领先的数据中心。
趋势六：系统级创新成为数据中心技术发展的主流
应对十年百倍算力增长需求与能耗约束之间的矛盾，未来数据中心需要打破冯·诺依曼架构，基于新架构、新部件发展适应性与高效性的新计算模式。
下一代数据中心将构建“算存网安”多技术协同的全新系统，打破传统计算设备面临的功耗墙、I/O墙、存算墙的约束，从单设备到集群化、从单节点到网络化，通过系统级创新、软硬协同实现数据中心效率的大幅提升。
趋势七：围绕算力供给和资源约束挑战持续创新突破
单芯片摩尔定律的失效，以及全球可持续发展对于碳减排的硬性要求，将成为制约数据中心未来发展的主要因素。
先进数字化企业和数字化国家，将在单个数据中心、数据中心集群、数据中心之间的“微中宏”观、多层次进行系统化创新，实现企业级或者国家级的“一台计算机”，通过整体效率的提升将算力供给和资源约束之间的剪刀差最大化。
未来场景
AI for All，创造新生产力
过去，分析型AI得到了广泛应用。现在生成式AI开始快速发展，自然语言处理领域的ChatGPT，代码生成系统AlphaCode，AI大模型正逐步从智能对话、短文创作、图片生成等消费应用场景，扩展到办公、编程、营销、设计、搜索等商业应用场景，为千行万业注入新生产力。
科研第四范式，以数据密集型计算探索未知
科学研究从以归纳为主发展到数据密集型科学研究，通过海量数据的分析处理，去发现新模式、新知识甚至新规律。
空间互联网，带来多维虚实交互体验
虚实融合是下一代互联网发展的主要方向，包括两个发展方向：
一是由实向虚，基于虚拟世界对于现实世界的模仿，通过构建沉浸式数字体验，增强现实生活的数字体验，强调实现真实体验的数字化。
二是由虚向实，超脱对于现实世界的模仿，基于虚拟世界的自我创造，不但能够形成独立于现实世界的价值体系，还能够对现实世界产生影响，实现数字体验的真实化。
行业数字孪生，推动智能升级
面向千行万业的数字孪生是数据中心的重要应用场景。根据第三方预测，全球数字孪生市场空间的年复合增长率将达到40.1%，预计到2030年将达到1310.9亿美元。
普惠云原生，消除企业数字鸿沟
越来越多的企业将全面拥抱云原生技术。普惠化的云原生技术给传统的企业甚至个体带来将生产、经营活动现代化的机遇，消除数字化鸿沟，提供简单、经济而又专业、个性的智能化路径。
创新方向
系统化多流协同，提升能效
实现“能源流”、“数据流”和“业务流”的多流协同，是面向2030年构建高能效数据中心的关键。
多级化软硬协同，提升算效
算力的发展经历了单核、多核、网络化三大阶段。业界认为，硬件架构的每一个数量级的性能提升潜力，通过“软硬协同”能带来两个数量级的整体性能提升。
面向2030，通过中心集群软硬协同优化、云边多级算力资源协作等提升算效是数据中心未来的重要发展方向。
无损化网业协同，提升运效
未来数据中心的发展对网络将提出更高的要求。构建高性能网络，提高数据在计算、存储之间的搬运效率（运效），除了带宽和时延之外，最重要的是在数据包转发过程中实现无损化，即不允许出现数据包的丢失。业界实验发现，数据每丢失千分之一，计算性能就会下降30%。
社会化数据协同，提升数效
数据将逐渐成为与人、技术、流程同样重要的第四大核心竞争力。与传统生产要素相比，数据要素表现出一系列新特征：首先具有非稀缺性，数据海量且能够重复使用；其次具有较强流动性，数据要素的流动速度更快、程度更深、领域更广；第三具有非排他性，可以在一定范围按照一定权限重复使用。
未来社会数据将通过“可用又可见”与“可用不可见”相结合的方式形成常态化跨企业、跨行业对接机制，为数字经济时代多元协同共治格局提供支撑。
智能化人机协同，提升人效
传统数据中心的运维模式以人为核心，人的能力将成为未来数据中心的运维瓶颈。我们预测，到2030年，领先的数据中心运维水平将达到L4高度运行自动化阶段。
关键技术特征
1、多样泛在
未来数据中心的发展将出现两极分化，一方面超大型集约化数据中心的建设将持续增长，预计到2030年，单个集群提供的有效通用算力将达70EFLOPS，有效的人工智能算力将达100EFLOPS，配套的存储规模可达EB级
另一方面满足各行业低时延、数据安全需求的轻量级边缘计算节点将得到广泛部署；预计到2030年，通过轻边缘采集和处理的数据将超过80%。同时面向新场景，多种创新型数据中心也将出现，如太空数据中心、海底数据中心等。
2、安全智慧
预计到2030年，数据中心在安全方面的投资占比将达到20%。数据中心的数据基础设施需要在设计上充分考虑对不同类别和级别的数据提供保护，数据在使用，存储，传输过程中，能够根据不同的数据价值和合规要求配套不同的安全策略，保证数据在数据中心内的全生命周期的安全合规，可管可控。
面向2030，数据中心将从设备级、节点级、同城级的高可靠，走向更大范围的跨域高可靠；从主要关注数据级高可靠，走向关注业务连续性的业务级高可靠，系统级和业务级可用性均将达到5个9的水平。
AI和数据使能数据中心规划、建设、运营全生命周期，促进数据中心朝着高效、节能、智能的方向发展。
3、零碳节能
绿电的发展为数据中心提供了更加丰富、优惠的电能供给，全面助力数据中心零碳目标的实现。预计到2030年，大型数据中心绿电使用率将达到100%。
4、柔性资源
云化架构将成为未来数据中心基础设施的“标配”之一，下一代云数据中心架构，将沿着“全池化”、“柔计算”、“泛协作”的方向持续演进，从而实现数据中心硬件资产投入产出比的极致最优化。
5、对等互联
针对多样化连接诉求，需要建立新的超融合互联架构，打通所有芯片物理边界，减少协议转换开销，消除通信软件栈开销，实现更低通信延迟、更大通信带宽和更大互连利用率。
新一代数据中心多级缓存系统由多个层级的缓存组成，每个缓存层级都有不同的容量和速度，通过分布式处理，可以提高计算芯片数据访问速度，减少计算芯片等待时间，并依据数据的使用频率和重要性进行自动管理，充分发掘数据中心的存储资源，提高数据中心的整体吞吐率。
高算力芯片的IO带宽将越来越高，预计2030年，端口速率达T级以上。根据第三方的预测，2028年数据中心内将实现100%的全光化连接。
6、系统摩尔
如何延续或超越摩尔定律成为计算领域的重大挑战，学术界、工业界都在寻找新的计算范式，通过探索模拟计算、非硅基计算等来提升计算能效。
数据存储系统面临两大挑战：一是如何快速满足计算单元的数据处理需求；二是如何低成本长周期的保存数据。为了应对这些挑战，新的数据存储有望通过多样化的存储介质和以数据为中心的体系架构，进一步发挥数据价值。
传统以CPU为中心的体系架构
存算分离架构
新型数据中心参考架构
新基础设施，供电制冷走向全天候绿色零碳
面向2030，新型供电系统通过采用长时储能、氢燃料发电机、本地光伏等，与虚拟电厂形成“源网荷储”互动。提升大比例清洁能源电网稳定性和利用效率，实现数据中心近100%绿色供电。供电系统也将进一步融合，减少损耗，数据中心中实际应用于计算的电力占比将提升到95%以上。
新算力底座，构建以数据为中心多样算力系统
面向2030，下一代新型数据中心计算架构，将从以CPU为核心的分层分级架构走向以数据为中心的对等互联多样计算架构。
新资源调度，应用为中心实现柔性调度
数据中心操作系统的发展历经最早的物理机时代，到了当前的虚拟化/云化时代，面向2030一切将以应用为中心，将数据中心甚至需要将多个数据中心的算存网资源进行整合，CPU、NPU、GPU、内存和I/O这些基本资源都进行池化，根据各个应用，按需分配。
未来3-5年，十万亿、百万亿参数的AI大模型将出现，单中心算力将无法满足AI训练的需求，需要通过集群方式突破单点算力的性能极限。
新数据管理，数据全局可视助力高效流通
面向2030，需要一个跨域、跨DC、跨存储形态的逻辑统一的数据湖，结合数网大脑，实现数据全局可视、跨域安全高效流通和自动分级最优放置。
新协同服务，开放架构融入社会化算力
新型数据中心不再是一个单独孤立的数据汇聚处理中心，而是泛在普惠算力服务基础设施的一部分，是整个社会化算力网络的有机构成单元，需要和外部进行更广泛的协同，广泛参与到社会生产生活的各个领域并实现全面赋能。
新智能管理，AI驱动实现DC自动运维
面向2030，数据中心管理需要由“人力密集型”向“技术密集型”演进，必须借助大数据、人工智能、知识图谱、数字孪生等关键技术来打造全局一体化智能运维体系。
发展与倡议
未来十年，数据中心既要实现百倍算力提升，以满足快速增长的智能化业务需求，还要实现百倍能效提升，以满足绿色低碳可持续发展的长期目标。
未来十年，构建“五效合一”，并且具备多样泛在、安全智慧、零碳节能、柔性资源、系统摩尔、对等互联六大技术特征的新型数据中心将是产业发展的愿景。
附：关键预测数据指标体系
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