作者 | 杨京丽
编辑 | 李水青
智东西 9 月 22 日报道，近日，华为发布全球首个 3D 数据中心，以工程创新重塑 AIDC 基础设施架构，以" 立体堆叠 "取代 " 平面铺开 "，将供冷、供电、备电与 IT 设备分层解耦，推动 AIDC 建设从 " 定制工程 " 向" 产品化交付 "转变，为破解 AI 算力时代 " 空间、供电、散热 " 三大瓶颈提供新路径，引领新一代 AIDC 建设新范式。
华为发布全球首个 3D 数据中心
3D 数据中心借鉴芯片工厂" 动力层 " 与 "IT 层 " 严格分离的理念，通过分层解耦、立体堆叠，将传统水平部署的各个功能空间垂直叠加，形成" 一层供冷、二层 IT 设备、三层供电、屋面备电 "的垂直架构，实现垂直供电，垂直制冷，链路最短，损耗最小，支撑 AI 算力集群高密部署，同时为算力演进预留空间。
在建设模式上，华为将供电、制冷等核心机电系统做成标准化 POD（可独立运行的最小数据中心单元），在工厂完成预制、组装和测试，现场主要进行装配和连接。其大小机电预制化率超过 90%，机电交付时间由约 6 个月缩短至 3 个月。
在项目落地之外，华为还将设计和建设经验开放，发行《3D 数据中心》专著书籍，开放《3D 数据中心概要设计图库》，牵引产业将 AIDC 建设变为可批量复制的标准产品，让 3D 数据中心从单个项目走向行业可参考的新范式。
一、单柜功耗走向百千瓦级，AI 数据中心从 2D 走向 3D
传统数据中心主要服务于通用计算，IT 设备、供电和制冷等功能区通常在同一平面或相邻区域横向铺开，2D 布局基本可以满足设备部署需求。
进入 AI 时代，情况正在发生变化。
为了提升计算效率，更多芯片和计算节点被集中到单个机柜和集群内。机柜功率已从几千瓦、十几千瓦提升至 100 千瓦、200 千瓦，并可能继续上升。随着单柜功率不断提高，数据中心需要提供更高密度、更稳定的电力供应，同时及时带走设备产生的大量热量，对散热能力也提出了更高要求。
与此同时，AI 集群规模正从万卡走向十万卡。服务器、交换网络、供电和制冷设备如果继续在平面内铺开，不仅需要占用更多空间，供电线路和液冷管路也可能随之延长，增加工程部署难度和传输损耗。
此外，智算设备的升级周期也在持续缩短，因而3D 数据中心需要具备弹性的扩展能力，在规划和建设模式上需要更有前瞻性。面对快速出现的算力需求，基础设施需要提前就绪，并通过模块化和预制化压缩现场施工时间。
集群规模扩大后，数据中心的可靠性要求也随之提高。十万卡集群承载着大量设备和计算任务，一次供电或制冷故障可能影响大规模训练和推理服务，因此还需要缩小故障影响范围，并提高异常识别和主动运维能力。
面对这些变化，AI 数据中心要从空间布局和系统架构入手，让算力层与动力层解耦，并为未来设备升级保留弹性。
二、供冷、IT、供电、备电分层，3D 架构支撑十万卡集群
针对高密部署、设备迭代和快速交付等需求，华为推出全球首个 3D 数据中心。3D 数据中心借鉴芯片工厂将 " 动力层 " 与 " 生产层 " 分开的思路，将传统数据中心水平部署的各个功能空间立体堆叠，从下到上设置供冷层、IT 设备层、供电层和备电层。
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一层是供冷层，热管理控制器 TMU作为液冷系统的中枢大脑，依托 AI 技术，实现漏液检测、工质健康度提前 7 天预警，变被动为预测性维护，让数据中心散热更高效、更可靠、更智能化。
二层是IT 设备层，液冷机柜和高速交换网络集中部署在这一层。高速交换网络尽量位于集群的几何中心，以缩短计算节点之间的连接距离。供电线路和液冷管路分别从上下楼层垂直接入，也为后续更换算力设备留出空间。
再往上是供电层。这里部署的电力模块采用一体化超融合设计，高密省地，并支持快速部署和弹性扩容。垂直供电使电力模块至机柜的距离由 17 米缩短至 5 米；在相同体量下，IT 供电容量由76MW 提升至 168MW。
在屋面的备电层，SmartLi 智能锂电系统采用独立隔间部署。隔间内设有温度、烟雾和可燃气体探测装置，并配置 Pack 级、房间级两级灭火以及排风、排水和泄爆措施，有效保障数据中心安全运行。SmartLi 还支持智能升压和拉远部署，无需通过增粗线缆来满足远距离供电需求，从而降低部署成本。
通过分层解耦，供电、供冷、IT 和备电系统实现立体堆叠，共同支撑十万卡集群的高密部署，同时为后续算力设备迭代预留弹性。
三、机电预制化率超 90%，现场施工转为 POD 产品化交付
四层架构解决了供冷、IT、供电和备电系统如何部署与连接的问题，POD 产品化则进一步解决这些系统如何快速交付和弹性扩容。
3D 数据中心以 POD 作为可独立运行的最小单元，将供电、制冷等核心机电系统做成标准化模块，在工厂完成生产、组装和测试，现场主要进行装配与连接。
华为 3D 数据中心的钢结构主体楼宇约 6 个月完成，楼内机电 POD 则根据实际需求部署，大小机电预制化率超过 90%，机电交付时间由传统方案的约 6 个月缩短至 3 个月。
供电、制冷、备电与 IT 设备分层隔离，不同功能单元相对独立。当单个 POD 出现故障时，不会蔓延到其他单元，实现故障域最小化。
在运维方面，分层解耦后，设备能够分别交给对应团队管理，可以减少不同团队之间的相互干扰，降低误操作风险。
华为还将 AI 用于设备状态和运维行为识别。例如，可以通过 AI 提前识别液冷的冷板脏堵、工质劣化等风险，并监测现场作业中的异常行为，使运维从被动响应逐步转向提前识别和主动预防。
由此，3D 数据中心形成了两条协同并进的工程路径：四层架构支撑算力高密部署和弹性演进，POD 产品化实现高质量快速交付。
结语：AI 集群规模扩大，新一代数据中心建设新范式
华为 3D 数据中心通过分层解耦、立体堆叠和 POD 产品化交付，突破空间、供电、散热瓶颈，为高密算力基础设施的建设、交付和运维提供了全新范式。
在此基础上，华为还发行《3D 数据中心》专著书籍，开放《3D 数据中心概要设计图库》，并参与 AIDC 评价指标、参考架构和标杆验证等工作。随着这些设计与工程经验向产业开放，3D 数据中心的建设实践将为行业提供可参考、可借鉴的全新思路，牵引产业实现代际跃迁。
随着 AI 集群规模扩大、算力设备加快迭代，数据中心建设也需要从定制工程转向可批量复制的标准产品。未来，AIDC 基础设施还需为设备升级预留弹性，让建设节奏跟上算力演进。
