تشكل مراكز البيانات العمود الفقري للاقتصاد الرقمي الحديث، حيث تعمل على تشغيل كل شيء بدءًا من الخدمات السحابية وحتى التطبيقات التي تعتمد على الذكاء الاصطناعي.
مع استمرار ارتفاع الطلب على تخزين البيانات ومعالجتها ونقلها، تطورت الصناعة الداعمة لبناء مراكز البيانات وتشغيلها لتصبح سوقًا عالمية ضخمة.
وقال محللون في بنك أوف أميركا للأوراق المالية: “نقدر أن الإنفاق الرأسمالي لمراكز البيانات سيبلغ 215 مليار دولار على مستوى العالم في عام 2023″، مع توجيه ما يقدر بنحو 74% من هذا الإنفاق نحو معدات تكنولوجيا المعلومات، بما في ذلك الخوادم والشبكات والتخزين.
ويتم توجيه النسبة المتبقية البالغة 26% نحو أعمال البناء والتركيب والبنية الأساسية التي تحتوي على هذه المعدات التكنولوجية وتدعمها.
يتضمن بناء مركز البيانات العديد من المكونات، حيث يلعب كل منها دورًا مهمًا في وظائفه.
وقال المحللون “نقدر التكلفة الإجمالية لبناء مركز بيانات بنحو 38 مليون دولار لكل ميغاواط. وتبلغ تكاليف معدات تكنولوجيا المعلومات (الخوادم والشبكات والتخزين) نحو 30 مليون دولار لكل ميغاواط”.
وتمتد الشركات المشاركة في بناء هذه المراكز إلى صناعات مختلفة، من مصنعي الخوادم إلى مقدمي المعدات الكهربائية. وبالنسبة للخوادم، التي تشكل النسبة الأكبر من تكاليف مراكز البيانات، تلعب شركات مثل Dell Technologies (NYSE:)، وHewlett Packard Enterprise (NYSE:)، وLenovo أدوارًا رئيسية.
كما أن الشركات المصنعة للتصميم الأصلي مثل Quanta و Wistron تتمتع أيضًا بحضور كبير، وخاصة في مراكز البيانات الضخمة حيث غالبًا ما يتم تفضيل الأجهزة المصممة خصيصًا.
وعلى صعيد البنية التحتية الكهربائية، هناك شركات مثل شنايدر إلكتريك (EPA): وفيرتيف، ايتون (NYSE:) تهيمن على السوق. تقود شركة شنايدر سوق المعدات الكهربائية، بما في ذلك إمدادات الطاقة غير المنقطعة، ومعدات التبديل، ووحدات توزيع الطاقة.
بالنسبة للمعدات الحرارية المستخدمة لإدارة الحرارة الشديدة التي تولدها الخوادم عالية الكثافة، فإن شركة Vertiv هي الشركة الرائدة في السوق، تليها عن كثب جونسون كنترولز (NYSE:)، ترين، ودايكن.
إن نمو الذكاء الاصطناعي يقود إلى تحول في تصميم وبناء مراكز البيانات. إن أحمال عمل الذكاء الاصطناعي، وخاصة تلك المتعلقة بالتعلم الآلي والتعلم العميق، تتطلب طاقة أكبر بكثير من التطبيقات التقليدية.
تتطلب شرائح الذكاء الاصطناعي، مثل وحدات معالجة الرسوميات ومسرعات الذكاء الاصطناعي المتخصصة، طاقة كهربائية أكبر بثلاث إلى أربع مرات من وحدات المعالجة المركزية التقليدية.
ونتيجة لذلك، تحتاج مراكز البيانات التي تلبي تطبيقات الذكاء الاصطناعي إلى قدرات طاقة وتبريد محسنة لدعم هذه الأنظمة عالية الأداء.
ويساهم هذا التحول بالفعل في تسريع نمو سوق مراكز البيانات. وقال المحللون: “من المتوقع أن يصل حجم سوق شرائح الذكاء الاصطناعي إلى نحو 200 مليار دولار في عام 2027، ارتفاعًا من 44 مليار دولار في عام 2023”.
من المتوقع أن يؤدي التبني المتزايد للذكاء الاصطناعي إلى زيادة الطلب على مراكز البيانات، مع توقع معدل نمو سنوي مركب قدره 18% لمراكز البيانات (مقاسة بالسعة الكهربائية) من عام 2018 إلى عام 2023.
يساهم التحول نحو كثافات طاقة أعلى وأحمال عمل خاصة بالذكاء الاصطناعي أيضًا في ظهور أنظمة التبريد السائل، حيث تكافح طرق التبريد بالهواء التقليدية لمواكبة الحرارة المتزايدة التي تولدها معالجات الذكاء الاصطناعي.
تعد إدارة الحرارة واحدة من أكثر التحديات أهمية في مراكز البيانات الحديثة، وخاصة مع زيادة استخدام أجهزة الذكاء الاصطناعي. تعمل كثافات الطاقة في شرائح الذكاء الاصطناعي على دفع حدود أنظمة التبريد بالهواء التقليدية.
استجابة لذلك، يتجه مشغلو مراكز البيانات بشكل متزايد إلى حلول التبريد السائل. التبريد السائل، الذي يتضمن توزيع السوائل المبردة مباشرة على مكونات الخادم، أكثر كفاءة بكثير من التبريد الهوائي ويمكنه التعامل مع الأحمال الحرارية الشديدة التي تولدها معالجات الذكاء الاصطناعي الحديثة.
تشير شركة BofA Securities إلى أنه في حين لا يزال التبريد الهوائي يهيمن على السوق، فإن التبريد السائل يكتسب أرضية بسرعة، وخاصة بالنسبة لأحمال العمل عالية الأداء.
إن التبريد السائل المباشر للشريحة، والذي ينقل الحرارة من معالجات الخادم إلى سائل متداول، أصبح الطريقة المفضلة.
يمكن لهذا الحل تبريد الرفوف ذات كثافة الطاقة التي تتجاوز 110 كيلو وات، وهو ما يتجاوز بكثير قدرة أنظمة التبريد بالهواء، والتي تصل إلى حوالي 70 كيلو وات لكل رف.
كما تشهد تقنية التبريد بالغمر (NASDAQ:)، وهي طريقة أخرى يتم فيها غمر الخوادم في سوائل عازلة، اهتمامًا متزايدًا، على الرغم من أنها تظل تقنية متخصصة. يمكن أن توفر تقنية التبريد بالغمر سعة حرارية أكبر، مما يجعلها مناسبة للتطبيقات المتخصصة مثل تعدين العملات المشفرة والذكاء الاصطناعي.
تشتمل صناعة مراكز البيانات على مجموعة متنوعة من البائعين، وكل منهم متخصص في جوانب مختلفة من البنية التحتية للمنشأة.
على سبيل المثال، تقود شركة Schneider Electric السوق في مجال البنية التحتية الكهربائية، حيث توفر مكونات أساسية مثل أنظمة UPS، ومعدات التبديل، ووحدات توزيع الطاقة.
تسيطر شركة Vertiv على قطاع الإدارة الحرارية بمجموعة حلول التبريد الخاصة بها، بما في ذلك وحدات معالجة الهواء في غرف الكمبيوتر (CRAHs) وأنظمة التبريد السائل.
بالنسبة للخوادم، تمتلك شركة Dell Technologies الحصة الأكبر بين مصنعي المعدات الأصلية، تليها شركة Hewlett Packard Enterprise وشركة Lenovo.
وفيما يتعلق بمعدات الشبكات، تظل شركة سيسكو (NASDAQ:) اللاعب المهيمن، بحصة سوقية تقترب من 28%.
ومن بين البائعين البارزين الآخرين شبكات أريستا (NYSE:) وهواوي، والتي توفر أيضًا حلول الشبكات عالية الأداء الضرورية لاتصال مراكز البيانات.
وعلى صعيد البناء والهندسة، تلعب شركات مثل Jacobs وFluor (NYSE:) وAECOM دورًا حيويًا في تصميم وبناء الهياكل المادية لمراكز البيانات.
تتحمل هذه الشركات مسؤولية ضمان تلبية مراكز البيانات للمتطلبات الصارمة للطاقة والتبريد والأمان، مع الالتزام أيضًا بقوانين وأنظمة البناء المحلية.
وبحسب بنك أوف أميركا للأوراق المالية، فإن خدمات الهندسة لمراكز البيانات تمثل سوقًا بقيمة تتراوح بين 2.3 إلى 2.8 مليار دولار.
يتشكل مستقبل مراكز البيانات من خلال العديد من الاتجاهات الرئيسية. حيث تعمل الذكاء الاصطناعي على دفع الطلب على مرافق أكثر قوة وكفاءة مع قدرات أكبر في الطاقة والتبريد.
إن التحول نحو كثافات أعلى من الرفوف والتبريد السائل جار بالفعل، حيث تقوم العديد من مراكز البيانات بتحديث البنية التحتية الحالية لديها لاستيعاب هذه التغييرات.
على مدى السنوات القليلة المقبلة، تتوقع شركة BofA Securities نمواً سنوياً مركباً بنسبة 14% في إجمالي الإنفاق على مراكز البيانات، ليصل إلى 311 مليار دولار بحلول عام 2026.
وبالتوازي مع ذلك، يؤدي ظهور مراكز البيانات الضخمة – المرافق الضخمة المملوكة لشركات التكنولوجيا العملاقة مثل أمازون (NASDAQ:)، وجوجل (NASDAQ:)، ومايكروسوفت – إلى تغيير المشهد.
وتدفع هذه المرافق حدود الابتكار من حيث الحجم والتكنولوجيا، حيث أصبحت أنظمة التبريد المتقدمة والخوادم المصممة خصيصًا هي القاعدة. كما يعمل هذا الاتجاه على تغذية الابتكار بين البائعين الذين يزودون هذه الأنظمة الحيوية.
