Khi nhu cầu lưu trữ, xử lý và truyền dữ liệu tiếp tục tăng, ngành công nghiệp hỗ trợ xây dựng và vận hành trung tâm dữ liệu đã phát triển thành một thị trường toàn cầu khổng lồ.
"Chúng tôi ước tính chi phí vốn đầu tư cho trung tâm dữ liệu là 215 tỷ đô la trên toàn cầu vào năm 2023", các nhà phân tích tại BofA Securities cho biết, trong đó ước tính 74% chi tiêu đó được dành cho thiết bị CNTT, bao gồm máy chủ, mạng và lưu trữ.
26% còn lại dành cho việc xây dựng, lắp đặt và cơ sở hạ tầng chứa và hỗ trợ thiết bị CNTT này.
Xây dựng một trung tâm dữ liệu liên quan đến nhiều thành phần, mỗi thành phần đều đóng vai trò quan trọng trong chức năng của nó.
"Chúng tôi ước tính tổng chi phí xây dựng một trung tâm dữ liệu là 38 triệu đô la/MW. Chi phí thiết bị CNTT (máy chủ, mạng và lưu trữ) là ~30 triệu đô la/MW", các nhà phân tích cho biết.
Các nhà cung cấp tham gia xây dựng các trung tâm này trải dài trên nhiều ngành công nghiệp khác nhau, từ nhà sản xuất máy chủ đến nhà cung cấp thiết
Các nhà sản xuất thiết kế gốc như Quanta và Wistron cũng có sự hiện diện lớn, đặc biệt là trong các trung tâm dữ liệu siêu quy mô, nơi phần cứng tùy chỉnh thường được ưa chuộng.
Về phía cơ sở hạ tầng điện, các công ty như Schneider Electric (EPA:SCHN), Vertiv và Eaton (NYSE:ETN) chiếm ưu thế. Schneider dẫn đầu thị trường thiết bị điện, bao gồm bộ nguồn điện liên tục, thiết bị đóng cắt và bộ phân phối điện.
Đối với thiết bị nhiệt, được sử dụng để quản lý nhiệt độ cao do máy chủ tạo ra, Vertiv là công ty dẫn đầu thị trường, theo sát là Johnson Controls (NYSE:JCI), Trane và Daikin.
Sự phát triển của trí tuệ nhân tạo đang thúc đẩy sự chuyển đổi trong thiết kế và xây dựng trung tâm dữ liệu. Khối lượng công việc liên quan đến AI, đặc biệt là khối lượng công việc liên quan đến máy học và học sâu, tiêu tốn nhiều điện năng hơn nhiều so với các ứng dụng truyền thống.
Chip AI, chẳng hạn như GPU và bộ tăng tốc AI chuyên dụng, cần nhiều điện năng hơn từ ba đến bốn lần so với CPU thông thường.
Do đó, các trung tâm dữ liệu phục vụ cho các ứng dụng AI cần có khả năng làm mát và cung cấp điện năng nâng cao để hỗ trợ các hệ thống hiệu suất cao này.
Sự thay đổi này đang thúc đẩy thị trường trung tâm dữ liệu. Các nhà phân tích cho biết: "Thị trường chip AI sẽ đạt khoảng 200 tỷ đô la vào năm 2027, tăng từ 44 tỷ đô la vào năm 2023".
Việc áp dụng AI ngày càng tăng dự kiến sẽ thúc đẩy nhu cầu về các trung tâm dữ liệu, với tốc độ tăng trưởng kép hàng năm được dự báo là 18% cho các trung tâm dữ liệu (được đo bằng công suất điện) từ năm 2018 đến năm 2023.
Sự thay đổi hướng tới mật độ công suất cao hơn và khối lượng công việc dành riêng cho AI cũng đang góp phần vào sự gia tăng của các hệ thống làm mát bằng chất lỏng, vì các phương pháp làm mát bằng không khí truyền thống đang phải vật lộn để theo kịp với lượng nhiệt tăng lên do bộ xử lý AI tạo ra.
Quản lý nhiệt là một trong những thách thức quan trọng nhất trong các trung tâm dữ liệu hiện đại, đặc biệt là với việc áp dụng phần cứng AI ngày càng tăng. Mật độ công suất của chip AI đang thúc đẩy giới hạn của các hệ thống làm mát bằng không khí thông thường.
Để ứng phó, các nhà điều hành trung tâm dữ liệu ngày càng chuyển sang các giải pháp làm mát bằng chất lỏng. Làm mát bằng chất lỏng, bao gồm việc tuần hoàn chất lỏng được làm mát trực tiếp đến các thành phần của máy chủ, hiệu quả hơn nhiều so với làm mát bằng không khí và có thể xử lý tải nhiệt cực lớn do bộ xử lý AI hiện đại tạo ra.
BofA Securities lưu ý rằng mặc dù hệ thống làm mát bằng không khí vẫn chiếm ưu thế trên thị trường, nhưng hệ thống làm mát bằng chất lỏng đang nhanh chóng chiếm ưu thế, đặc biệt là đối với khối lượng công việc hiệu suất cao.
Làm mát bằng chất lỏng trực tiếp đến chip, truyền nhiệt từ bộ xử lý của máy chủ sang chất lỏng tuần hoàn, đang nổi lên như một phương pháp được ưa chuộng.
Giải pháp này có thể làm mát các giá đỡ có mật độ công suất vượt quá 110 kW, vượt xa khả năng của các hệ thống làm mát bằng không khí, chỉ đạt tối đa khoảng 70 kW cho mỗi giá đỡ.
Làm mát ngâm (NASDAQ:IMMR), một phương pháp khác trong đó máy chủ được ngâm trong chất lỏng điện môi, cũng đang nhận được sự quan tâm ngày càng tăng, mặc dù đây vẫn là một công nghệ mới. Làm mát ngâm có thể cung cấp khả năng chịu nhiệt thậm chí còn lớn hơn, khiến nó phù hợp với các ứng dụng chuyên biệt như khai thác tiền điện tử và AI.
Ngành công nghiệp trung tâm dữ liệu bao gồm một nhóm các nhà cung cấp đa dạng, mỗi nhà cung cấp chuyên về các khía cạnh khác nhau của cơ sở hạ tầng.
Ví dụ, Schneider Electric dẫn đầu thị trường về cơ sở hạ tầng điện, cung cấp các thành phần quan trọng như hệ thống UPS, thiết bị đóng cắt và PDU.
Vertiv thống trị lĩnh vực quản lý nhiệt với nhiều giải pháp làm mát, bao gồm bộ xử lý không khí phòng máy tính (CRAH) và hệ thống làm mát bằng chất lỏng.
Đối với máy chủ, Dell Technologies nắm giữ thị phần lớn nhất trong số các nhà sản xuất thiết bị gốc, tiếp theo là Hewlett Packard Enterprise và Lenovo.
Về thiết bị mạng, Cisco (NASDAQ:CSCO) vẫn là đơn vị thống lĩnh, với gần 28% thị phần.
Các nhà cung cấp đáng chú ý khác bao gồm Arista Networks (NYSE:ANET) và Huawei, cũng cung cấp các giải pháp mạng hiệu suất cao cần thiết cho kết nối trung tâm dữ liệu.
Về mặt xây dựng và kỹ thuật, các công ty như Jacobs, Fluor (NYSE:FLR) và AECOM đóng vai trò quan trọng trong việc thiết kế và xây dựng các cấu trúc vật lý của trung tâm dữ liệu.
Các công ty này có trách nhiệm đảm bảo rằng các trung tâm dữ liệu đáp ứng các yêu cầu nghiêm ngặt về nguồn điện, làm mát và bảo mật, đồng thời tuân thủ các quy định và quy tắc xây dựng tại địa phương.
Theo BofA Securities, các dịch vụ kỹ thuật cho trung tâm dữ liệu đại diện cho một thị trường trị giá từ 2,3 đến 2,8 tỷ đô la.
Tương lai của các trung tâm dữ liệu được định hình bởi một số xu hướng chính. AI đang thúc đẩy nhu cầu về các cơ sở mạnh mẽ hơn, hiệu quả hơn với khả năng làm mát và cung cấp điện lớn hơn.
Sự dịch chuyển sang mật độ giá đỡ cao hơn và làm mát bằng chất lỏng đã diễn ra, với nhiều trung tâm dữ liệu đang cải tạo cơ sở hạ tầng hiện có để thích ứng với những thay đổi này.
Trong vài năm tới, BofA Securities dự báo tổng chi tiêu cho trung tâm dữ liệu sẽ đạt CAGR 14%, đạt 311 tỷ đô la vào năm 2026.
Song song với đó, sự gia tăng của các trung tâm dữ liệu siêu quy mô—các cơ sở khổng lồ thuộc sở hữu của những gã khổng lồ công nghệ như Amazon (NASDAQ:AMZN), Google (NASDAQ:GOOGL) và Microsoft—đang thay đổi bối cảnh.
Các cơ sở này đang mở rộng quy mô và công nghệ, với các hệ thống làm mát tiên tiến và máy chủ được thiết kế riêng đang trở thành chuẩn mực. Xu hướng này cũng đang thúc đẩy sự đổi mới giữa các nhà cung cấp cung cấp các hệ thống quan trọng này.trung ta
