整机柜服务器产业研究报告

2025年6月 版权保护文件 版权所有归属于该文件的发布机构，除非有其他规定，否则未经许可，此发行物及其章节不得以其他形式或任何手段进行复制、再版或使用，包括电子版，影印件，或发布在互联网及内部网络等。使用许可可于发布机构获取。 前言： 本文件由中国电子技术标准化研究院提出。 本文件起草单位：中国电子技术标准化研究院、中国电子工业标准化技术协会开放计算标准工作委员会、浪潮电子信息产业股份有限公司、中研益企（北京）信息技术研究院有限公司、华为技术有限公司、超聚变数字技术有限公司、新华三技术有限公司、山东省计算中心、曙光信息产业（北京）有限公司、中科可控信息产业有限公司、宁畅信息产业（北京）有限公司、超云数字技术集团有限公司、联想（北京）信息技术有限公司、长城电源技术有限公司、史陶比尔(杭州)精密机械电子有限公司、广能智能装备（浙江）有限公司、中国质量认证中心有限公司、南方电网大数据服务有限公司、北京计算机技术及应用研究所、之江实验室、中航光电科技股份有限公司、深圳瀚宏电气有限公司、浪潮计算机科技有限公司、中兵长智科技有限责任公司。 本文件主要起草人：张群、陈海、张斌、方芳、张广彬、刘晓蕾、戴裕晟、包振忠、杨金谕、丁俊峰、万晓兰、王继彬、刘兵、朱卫华、孙振、郭盟、李阳、李彦、李鹏、郭宏艳、陈凯、刘运、胡晗、曾令仿、任玉迎、陈向明、刘汉华、逄锦山、毛峰、张晶、周平角、徐梦馨、谢成国、韩宝媛、徐位墅、姜有田、程稳、李文方、刘耀阳、刘小虎、蒋正顺、李进宝、李有全、张德胜。 目录 1算力基础设施产业现状及产业政策要求6 1.1全球算力基础设施产业现状及趋势6 1.2中国算力基础设施产业政策导向7 1.3整机柜服务器技术特性与产业政策趋势的契合10 1.4整机柜服务器起源及技术演进11 1.4.1整机柜服务器发展简史11 1.4.2整机柜服务器典型技术路线18 1.5液冷及AI的发展进一步推动整机柜服务器产业进程21 2整机柜服务器产业需求及技术分析23 2.1整机柜服务器产业需求及典型场景分析23 2.1.1互联网头部用户及大型CSP用户需求分析23 2.1.2通用行业头部用户及互联网领先用户需求分析27 2.1.3高性能计算及人工智能典型场景需求分析29 2.2整机柜服务器技术现状及趋势分析32 2.2.1整机柜服务器整体技术现状及发展趋势32 2.2.2整机柜服务器机柜柜体发展趋势34 2.2.3整机柜服务器供电系统发展趋势35 2.2.4整机柜服务器液冷系统发展趋势36 2.2.5整机柜服务器网络互连技术趋势39 2.2.6整机柜服务器节点发展趋势41 2.2.7整机柜服务器一体化交付工程趋势44 3国内整机柜服务器产业现状及设计实例47 3.1整机柜服务器国内产业现状概述47 3.2整机柜服务器国内主要设计实例47 3.2.1浪潮信息整机柜服务器设计实例48 3.2.2华为整机柜服务器设计实例50 3.2.3宁畅整机柜服务器设计实例52 3.2.4超聚变整机柜服务器设计实例54 3.2.5超云整机柜服务器设计实例56 3.2.6中科可控整机柜服务器设计实例58 3.2.7联想整机柜服务器设计实例60 4倡议：共同推进整机柜服务器标准和生态建设62 5附录及参考文献63 1算力基础设施产业现状及产业政策要求 1.1全球算力基础设施产业现状及趋势 人工智能产业市场的兴起，成为推动全球经济发展的新动力。IDC预测，全球以AI为中心的各类系统的软件、硬件与服务支出，2023年已达到1540亿美元，到2026年将超过3000亿美元，预计2022年至2026年间复合年增长率 （CAGR）为27%。而聚焦到算力方面，全球AI计算市场规模将从2022年的195.0亿美元增长到2026年的346.6亿美元。国内AI服务器市场同样保持高速增长，2021年中国Al服务器市场规模为53.9亿美元，预计2025年将达到103.4亿美元，2021年至2025年间CAGR达17.7%。 受人工智能产业促进，全球算力稳步增长。据中国信息通信研究院统计，截至到2022年底，全球算力总规模达到650EFLOPS。其中，通用算力规模为498EFLOPS，智能算力规模为142EFLOPS，超算算力规模为10EFLOPS。智能算力规模与21年相比增加了25.7%，规模占比达到21.9%。 国内总体算力设施方面，据中国信息通信研究院统计，我国数据中心在用机架数量三年复合增长率约30%，截至2023年底，全国在用总规模已超过810万标准机架，算力总规模达到230EFLOPS，位居全球第二，其中智能算力70EFLOPS，增速超过70%。预计到2026年，人工智能技术对于全行业的渗透率将超过20%。 据IDC预计，未来五年，中国算力中心服务市场将以18.9%的复合增速持续增长，预计2027年市场规模达3075亿元人民币。智能算力超过通用算力成为我国算力规模增长的主要驱动力。据中国信息通信研究院统计，截至2023年6月底，我国智能算力规模占整体算力规模的比例提高到25.4%，智能算力规模同比增长45%，较整体算力规模增速高出15个百分点，且随着AI大模型的快速发展，智能算力需求呈现爆发式增长态势，未来智能算力将迎来更加快速的增长，预计到2025年智能算力占比达到35%。 随着整体算力规模的快速攀升，作为算力核心承载主体的数据中心在单体规模、平均单机架功率方面稳步提高，新型数据中心逐步向绿色低碳、集约高效、智能运维方向发展： 1）绿色低碳：随着能源消耗和碳排放问题受到越来越多的关注，更先进的制冷和供电技术被普遍采用，比如冷板式液冷方案，可降低制冷能耗，支持更高的服务器功率密度，显著优化数据中心PUE（电能利用效率）数值；同时加大对太阳能、风能、水能等可再生能源的利用，降低数据中心整体碳排放。 2）集约高效：随着人工智能对算力需求的高速增长，更高的单体算力性能、更高的算力部署密度和更大的算力集群规模成为新型数据中心的显著特征。大模型的快速迭代加速了更先进的算力芯片模组、更高带宽的大容量显存和内存、更大规模的高速互连网络的部署，推动了大规模、高密度、高效协同的算力集群部署和发展。 3）智能运维：随着数据中心规模的扩展，智能化运维成为必然路径。依托智能监控设备、自动化管理软件的普遍部署和应用，实现对数据中心设备的实时监测、故障预警和自动修复，提高数据中心的运营稳定性和可靠性，并对资源分配和设备调度进行优化，实现增值运维。 1.2中国算力基础设施产业政策导向 “十四五”时期，我国数字经济转向深化应用、规范发展、普惠共享的新阶段。在国家“碳达峰、碳中和”战略目标的引领下，新兴产业加速布局，算力基础设施作为新型信息基础设施的重要组成部分，呈现多元泛在、智能敏捷、安全可靠、绿色低碳等特征，为实现“十四五”规划和2035年远景目标纲要中明确提出的“加快构建全国一体化大数据中心体系，建设若干国家枢纽节点和大数据中心集群”，实现“新基建”、“东数西算”以及“双碳”等系列目标，国家及地方出台了一系列政策文件，以此推动数据中心产业向节能降耗、绿色环保方向发展。 表1-1国家及地方算力基础设施建设相关政策及核心要求 发文部门 相关政策文件 要点 国家发改委 《关于深入实施“东数西算”工程加快构建全国一体化算力网的实施意见》 持续开展绿色数据中心建设，推进数据中心用能设备节能降碳改造，推广液冷等先进散热技术，加强全链条节能管理，提升数据中心能源利用效率和可再生能源利用率。（2023年12月） 工信部 《算力基础设施高质量发展行动计划》 结合算力基础设施产业现状和发展趋势，提出坚持多元发展路线，调动各类市场主体积极性，构建通用、智能和超级算力协同发展的供给体系。通过对算力中心的设计建设、技术选型和设备选择等方面的引导，提升算力碳效水平，推动算力基础设施进一步向绿色低碳方向演进。（2023年10月） 国务院 《数字中国建设整体布局规划》 夯实数字中国建设基础，系统优化算力基础设施布局，促进东西部算力高效互补和协同联动，引导通用数据中心、超算中心、智能计算中心、边缘数据中心等合理梯次布局。（2023年2月） 国务院 《关于数字经济发展情况的报告》 提出适度超前部署数字基础设施建设，统筹布局绿色智能的数据与算力基础设施，推进“东数西算”工程，建设完善全国一体化大数据中心体系，加快国家绿色数据中心建设。（2022年10月） 国务院 《“十四五”数字经济发展规划》 优化升级数字基础设施，有序推进基础设施智能升级。按照绿色、低碳、集约、高效的原则，持续推进绿色数字中心建设，加快推进数据中心节能改造，持续提升数据中心可再生能源利用水平。（2022年1月） 国家发改委 《贯彻落实碳达峰碳中和目标要求推动数据中心和5G等新型基础设施绿色高质量发展实施方案》 提出发挥市场主体作用，强化标准引领，促进全产业链绿色低碳发展。 在创新节能技术方面支持数据中心采用新型机房精密空调、液冷、机柜式模块化、余热综合利用等方式建设数据中心。（2021年12月） 工信部 《“十四五”工业绿色发展规划》 着力打造能源资源消耗低、环境污染少、附加值高、市场需求旺盛的产业发展新引擎作为推进产业结构高端化转型的目标之一。（2021年11月） 工信部 《新型数据中心发展三年行动计划》 大力推动绿色数据中心创建、运维和改造，鼓励应用高密度集成等高效IT设备、液冷等高效制冷系统、高压直流等高效供配电系统、能效环境集成检测等高效辅助系统技术产品，全面提高新型数据中心能源利用效率。（2021年7月） 北京市 《北京市促进通用人工智能创新发展的若干措施》 高效推动新增算力基础设施建设，将新增算力建设项目纳入算力伙伴计划，加快推动海淀区、朝阳区建设北京人工智能公共算力中心、北京数字经济算力中心，形成规模化先进算力供给能力，支撑千亿级参数量的大型语言模型、大型视觉模型、多模态大模型、科学计算大模型、大规模精细神经网络模拟仿真模型、脑启发神经网络等研发。（2023年8月） 上海市 《上海市进一步推进新型基础设施建设行动方案（2023-2026年）》 加快建成支撑人工智能大模型和区块链创新应用的高性能算力和高质量数据基础设施。建成多元供给、云边协同、随需调度、高效绿色的城市高性能算力网络体系，力争建成支撑万亿级参数大模型训练的智能算力资源、高质量语料库和专业数据集，初步建成以浦江数链为核心的城市区块链基础设施。（2023年9月） 广东省 《广东省新一代人工智能创新发展行动计划（2022-2025年）》 依托全国一体化算力网络粤港澳大湾区国家枢纽节点韶关数据中心集群、国家超级计算广州中心、国家超级计算深圳中心等超算平台，以及广州人工智能公共算力中心、横琴先进智能计算平台、“鹏城云脑”等智算平台，研究探索广东省人工智能一体化算力网络，为广东企业和科研院所提供公共算力服务和应用创新孵化支持。（2022年12月） 表1-1续国家及地方算力基础设施建设相关政策及核心要求 发文部门 相关政策文件 要点 内蒙古自治区 《内蒙古自治区促进通用人工智能发展若干措施》 加快推进全国一体化大数据中心算力枢纽体系内蒙古算力网络枢纽节点建设，优先保障数据中心的用能指标，加快绿电、中水等配套建设和改造升级，推动数据中心适度超前建设。推动绿色节能算力基础设施，新建大型数据中心设计电能利用效率（PUE）不高于1.2，水资源利用效率（WUE）不高于1.2。（2024年2月） 贵州省 《面向全国的算力保障基地建设规划》 围绕高可靠、高可用目标，从备份中心提升为计算中心、效益中心，重点布局智算基础设施，形成低时延人工智能算力基地、全国低成本中心、高安全中心。2025年实现全省数据中心标准机架达到80万架、服务器达到400万台，PUE小于1.2。（2023年3月） 宁夏自治区 《促进人工智能创新发展政策措施》 基于宁夏枢纽算力能力，加快建设一批与制造、水利、交通、教育、文化及生物医药、新材料等领域紧密结合的超算、智算中心。（2023年8月