迎十万卡算力时代：数据中心为什么要走向“3D”？

十万卡以上的昇腾超节点集群将在2027年成为基础配置。

9月15日，2026 AIDC产业发展大会暨3D数据中心现场会在安徽芜湖落地。作为国家“东数西算”长三角枢纽的关键节点，芜湖因华为全球首个3D数据中心的正式亮相，站在了AI算力基础设施变革的聚光灯下。

会上，华为开放了3D数据中心的设计图纸、发布行业首部《3D数据中心》专著，联合全球计算联盟（GCC）及数十家产业链伙伴，发起共建新一代AIDC新范式倡议。

当“十万卡超节点集群”“百千瓦级机柜”快速成为AI算力的标配，一个问题被抛到整个行业面前，传统数据中心沿用了几十年，为什么现在非要走向“3D”？

算力洪峰压境？

人工智能的指数级进化，正在把算力需求拉向一个前所未有的量级。

华为技术有限公司副董事长、轮值董事长汪涛指出，未来十年全社会算力总量预计增长10万倍；中国Token日均消耗量已从2024年初的千亿级，跃升至2026年的日均约500万亿，两年增长近5000倍；十万亿参数大模型快速普及，十万卡以上的昇腾超节点集群将在2027年成为基础配置。

算力爆发的背后，是单芯片、单机柜功率密度的飞速攀升。传统数据中心单机柜功耗普遍在十千瓦级，而AI时代单机柜正在向百千瓦级跃迁；集群规模也从万卡走向十万卡、百万卡级，单数据中心园区正向吉瓦（GW）级规模迈进。

当算力从“IT配套”变成“生产要素”，传统2D平面布局的数据中心，正在遭遇高密部署难、迭代适配难、交付周期长、可靠挑战大、能效瓶颈突出等瓶颈，传统数据中心是为通用IT负载设计的“设备仓库”，而AI时代需要的是可规模化、可快速复制、高可靠、高能效的“算力工厂”。

3D数据中心：把芯片逻辑搬进大楼

很多人对3D数据中心的第一反应是“把数据中心盖成高层”，但这只是最表层的理解。3D的，不是物理高度的增加，而是功能分层解耦、立体堆叠部署的架构革命，它把芯片微观层面的垂直供电、垂直散热原理，平移到了宏观的数据中心建筑之中。

据介绍，华为3D数据中心采用典型的四层立体架构。

第一层（底层）供冷系统层，集中部署制冷设备，向上为算力层垂直输送冷量；第二层算力系统层（IT层），部署服务器、网络设备等算力资产，是“生产区”；第三层供电系统层，集中部署配电设备，向下为算力层垂直供电；屋顶层电池储能层，部署锂电储能系统，配套完整的安全防护设计。

这一设计借鉴了高端制造工厂“动力层与生产层严格分离”的理念，动力层专注能源供给，IT层专注计算服务，两套系统完全解耦、独立演进、互不干扰。

对比传统2D数据中心“供电、制冷、IT设备同层混布”的模式，3D架构的本质差异体现在三点，一是链路极短，供电与制冷从平面走线变为垂直贯通，传输路径最短、损耗降至最低，天然适配高密算力的大电流、大冷量需求；二是分区精准，一层一功能，实现差异化精准控温，避免冷热气流混合，制冷效率大幅提升；三是独立演进，供电、制冷、IT三套系统可分别升级迭代，不会因为AI芯片换代就推倒重建机房基础设施，实现“机电长周期稳定”与“算力短周期迭代”的平衡。

据悉，面向大模型训练的超大规模算力集群，首先要求“装得下、跑得稳”。3D数据中心通过垂直架构突破空间瓶颈，单栋机房可支持168MW供电能力，承载10万卡级超节点集群，匹配十万亿参数大模型的训练需求；单机柜功率从十千瓦级跃升至百千瓦级，实现高密算力部署。

同时，高速交换网络集中部署在IT层几何中心，各计算节点到网络设备的物理连线距离最短，满足低时延、高带宽的集群通信要求。能效方面，分区散热+集中供冷+空调群控的组合，实现冷热通道完全隔离，配合N+1冗余的集中式设备，在保障可靠性的同时降低冗余能耗，年均PUE达到行业领先水平。

换句话说，3D数据中心不是“更高的机房”，而是一套面向AI算力的立体生产系统，它重新定义了数据中心的功能分区与能量流动方式，把传统的“设备仓库”升级成了标准化的“算力工厂”。

从技术到生态：

华为推开行业新范式

如果只是做出一个领先的技术方案，3D数据中心还不足以称为“范式革命”。华为在本次大会透露出更长远的野心，把3D从自己的最佳实践，变成全行业的通用标准。

一方面，华为选择全面开放，开放3D数据中心的概要设计图库，发布《3D数据中心》专著，从设计理念到落地实践的全链路经验公开给行业。

另一方面，联合全球计算联盟（GCC）发起共建新一代AIDC新范式倡议，联合科研机构、设计院、运营商、算力厂商等数十家伙伴，提出“机柜—集群”两个空间尺度、“建设—改造—运行—能源”四个生命周期的六维指标体系。

目前，华为已在贵州贵安、内蒙古和林格尔、安徽芜湖三大国家算力枢纽规模化布局3D数据中心。芜湖作为首个落地样板，已经验证了3D架构的可行性与先进性。

采写：博文

编辑：博文

指导：辛文