Прогнозы показывают, что к 2030 году центрам обработки данных по всему миру потребуется $6,7 трлн. Центры обработки данных, оборудованные для обработки нагрузок ИИ потребуют $5,2 трлн капитальных затрат, в то время как те, которые поддерживают традиционные ИТ-приложения потребуют $1,5 трлн капитальных затрат. В целом, почти $7 трлн капитальных затрат, необходимых к 2030 году — ошеломляющая цифра.
Для удовлетворения спроса компаниям по всей цепочке создания стоимости вычислительной мощности нужно найти баланс между быстрым и осмотрительным размещением капитала. Чтобы повысить шансы на то, что их инвестиции в центры обработки данных принесут большую прибыль, компании могут заниматься проектами поэтапно, оценивая рентабельность инвестиций на каждом этапе. Тем не менее, отсутствие ясности относительно будущего спроса затрудняет точные инвестиционные расчеты.
Цепочка создания стоимости вычислительной мощности сложна — от застройщиков недвижимости, которые строят центры обработки данных, до коммунальных предприятий, которые их снабжают, от полупроводниковых компаний, которые производят чипы, до гиперскейлеров облачных сервисов, которые размещают триллионы терабайт данных. Лидеры этой цепочки создания стоимости знают, что они должны инвестировать в вычислительную мощность, чтобы ускорить рост ИИ. Но их задача колоссальна: решить, сколько капитала выделить и на какие проекты в условиях неопределенности будущего роста и развития ИИ. Продолжат ли гиперскейлеры нести бремя расходов или предприятия, правительства и финансовые учреждения вступят в игру с новыми моделями финансирования? Вырастет ли спрос на центры обработки данных на фоне продолжающегося всплеска использования ИИ или он упадет по мере того, как технологические достижения сделают ИИ менее вычислительно емким?
Чрезмерное инвестирование в инфраструктуру центров обработки данных рискует заморозить активы, в то время как недостаточное инвестирование означает отставание.
Прогнозирование кривой спроса на вычислительную мощность
Чтобы решить, сколько инвестировать в вычислительную мощность, компании должны сначала точно спрогнозировать будущий спрос — сложная задача, учитывая, что сектор ИИ быстро меняется. Исследования показывают, что глобальный спрос на мощности центров обработки данных может почти утроиться к 2030 году, причем около 70% спроса будет приходиться на рабочие нагрузки ИИ. Однако этот прогноз зависит от двух ключевых неопределенностей:
Варианты использования ИИ. Ценность ИИ создается на прикладном уровне — реальное влияние ИИ на бизнес. Если компании не смогут создать значимую ценность с помощью ИИ, спрос на вычислительную мощность может не оправдать ожиданий. И наоборот, преобразующие приложения ИИ могут подогреть даже больший спрос, чем предполагают текущие прогнозы.
Быстрые циклы инноваций и сбои. Постоянное развитие технологий ИИ, таких как процессоры, архитектуры больших языковых моделей (LLM) и энергопотребление, может значительно повысить эффективность.
Только спрос на ИИ потребует инвестиций в размере 5,2 трлн долларов
Цифра в $5,2 трлн отражает масштаб инвестиций, необходимых для удовлетворения растущего спроса на вычислительную мощность ИИ — значительные капитальные обязательства, которые подчеркивают масштаб предстоящей задачи.
- Труд. 500 миллиардов долларов расходов на оплату труда примерно эквивалентны 12 миллиардам рабочих часов (шесть миллионов человек, работающих полный рабочий день в течение всего года).
- Оптоволокно. Стоимость оптоволокна в 150 миллиардов долларов эквивалентна прокладке трех миллионов миль оптоволоконных кабелей — этого достаточно, чтобы опоясать Землю 120 раз.
- Выработка электроэнергии. Выработка электроэнергии на сумму 300 миллиардов долларов эквивалентна добавлению 150–200 гигаватт газа, чего было бы достаточно для обеспечения электроэнергией 150 миллионов домов в течение года.
Капитальные вложения в поддержку спроса на мощности центров обработки данных, связанных с ИИ, могут составить от 3 до 8 триллионов долларов к 2030 году. Это ошеломляющие цифры инвестиций. Они подпитываются несколькими факторами:
- Массовое внедрение генеративного ИИ. Базовые модели, лежащие в основе генеративного ИИ, требуют значительных вычислительных ресурсов для обучения и работы. Как обучающие, так и логические рабочие нагрузки способствуют росту инфраструктуры, и ожидается, что логический вывод станет доминирующей рабочей нагрузкой к 2030 году.
- Интеграция предприятий. Развертывание приложений на базе ИИ в различных отраслях — от автомобилестроения до финансовых услуг — требует огромных облачных вычислительных мощностей. По мере роста вариантов использования приложения ИИ будут становиться все более сложными, интегрируя специализированные базовые модели, адаптированные к конкретным доменам.
- Конкурентная гонка за инфраструктуру. Гипермасштаберы и предприятия соревнуются в создании собственной мощности ИИ для получения конкурентного преимущества, что подпитывает строительство все большего количества центров обработки данных. Эти «строители» надеются получить конкурентное преимущество за счет достижения масштаба, оптимизации технологических стеков центров обработки данных и, в конечном счете, снижения стоимости вычислений.
- Геополитические приоритеты. Правительства вкладывают значительные средства в инфраструктуру ИИ для повышения безопасности, экономического лидерства и технологической независимости.
Куда идут инвестиции?
Примерно 15% (0,8 триллиона долларов) инвестиций пойдут строителям на землю, материалы и разработку площадок. Еще 25% (1,3 триллиона долларов) будут выделены энергетикам на генерацию и передачу электроэнергии, охлаждение и электрооборудование. Самая большая доля инвестиций, 60% (3,1 триллиона долларов), пойдет разработчикам и проектировщикам технологий, которые производят чипы и вычислительное оборудование для центров обработки данных. Два других архетипа инвесторов, операторы, такие как гиперскейлеры и архитекторы ИИ, которые создают модели и приложения ИИ, также инвестируют в вычислительную мощность, особенно в такие области, как автоматизация на основе ИИ и программное обеспечение для центров обработки данных. Но количественно оценить их инвестиции в вычислительную мощность сложно, поскольку они пересекаются с их более широкими расходами на НИОКР.
Пять типов инвесторов в центры обработки данных
Поскольку ИИ стимулирует рост спроса на вычислительную мощность, пять типов организаций лидируют в крупных капиталовложениях, необходимых для масштабирования центров обработки данных:
- Строители: застройщики, проектные фирмы и строительные компании, которые расширяют и модернизируют центры обработки данных.
- Энергетики (Energizers): компании, поставляющие электроэнергию и системы охлаждения, необходимые для работы центров обработки данных, включая коммунальные предприятия, а также поставщики инфраструктуры и оборудования.
- Разработчики и проектировщики технологий: компании-производители полупроводников, которые разрабатывают чипы, обеспечивающие рабочие нагрузки ИИ, а также поставщики вычислительного оборудования.
- Операторы: поставщики облачных услуг и компании по размещению вычислений, которые владеют и управляют крупными центрами обработки данных.
- Архитекторы ИИ: компании, разрабатывающие модели и инфраструктуру ИИ.
Несмотря на эти прогнозируемые потребности в капитале, исследование показывает, что текущие уровни инвестиций отстают от спроса. Генеральные директора не решаются инвестировать в вычислительную мощность на максимальных уровнях, поскольку они ограниченно видят будущий спрос. Неопределенность относительно того, продолжит ли внедрение ИИ свой быстрый подъем, и тот факт, что инфраструктурные проекты имеют длительные сроки выполнения, затрудняют для компаний принятие обоснованных инвестиционных решений. Многие компании не уверены, принесут ли крупные капитальные затраты на инфраструктуру ИИ сегодня измеримую рентабельность инвестиций в будущем. Как руководители бизнеса могут уверенно двигаться вперед? В качестве первого шага они могут определить, где их организации находятся в экосистеме вычислительной мощности.
Пять архетипов инвесторов в инфраструктуру ИИ
1. Строители
- Застройщики, проектные фирмы и строительные компании, расширяющие мощности центров обработки данных
- Капитальные затраты на рабочую нагрузку ИИ : $800 млрд.
- Капитальные затраты на рабочую нагрузку, не связанную с ИИ : $100 млрд.
- Ключевые инвестиции: приобретение земли и материалов, квалифицированная рабочая сила, освоение участка/
- Возможности. Строители, которые оптимизируют выбор площадки, могут обеспечить выгодные местоположения, сократить сроки строительства и интегрировать оперативную обратную связь на ранних этапах, обеспечивая более быстрое развертывание и более высокую эффективность центра обработки данных.
- Проблемы. Нехватка рабочей силы может повлиять на доступность техников и строителей, в то время как ограничения местоположения могут ограничить возможности выбора площадки. Между тем, повышенная плотность мощности стойки может создать проблемы с пространством и охлаждением.
- Решения. Дальновидные строители могут найти решения основных проблем, добавив определенности инвестиционным решениям. Например, некоторые решают проблему нехватки рабочей силы, принимая модульные конструкции, которые оптимизируют процесс строительства, например, строительство за пределами строительной площадки крупных компонентов, которые можно собрать на месте.
2. Энергетики
- Коммунальные предприятия, поставщики энергии, производители охлаждающего/электрического оборудования и операторы связи, создающие инфраструктуру электропитания и связи для центров обработки данных ИИ.
- Капитальные затраты на рабочую нагрузку ИИ: $1,3 трлн.
- Капитальные затраты на рабочую нагрузку, не связанную с ИИ: $200 млрд.
- Ключевые инвестиции: производство электроэнергии (электростанции, линии электропередачи), решения по охлаждению (воздушное охлаждение, жидкостное охлаждение непосредственно на кристалле, иммерсионное охлаждение), электрическая инфраструктура (трансформаторы, генераторы), сетевое подключение (оптоволокно, кабель).
- Возможности. Энергокомпании, которые масштабируют энергетическую инфраструктуру и внедряют инновации в области устойчивых энергетических решений, будут в лучшем положении, чтобы извлечь выгоду из растущих потребностей гипермасштаберов в энергии.
- Проблемы. Питание центров обработки данных может остановиться из-за существующих недостатков сети, а решение проблем управления теплом из-за растущей плотности процессоров остается препятствием. Энегетики также сталкиваются с требованиями перехода на чистую энергию и длительными процессами утверждения подключения к сети.
- Решения. С более чем $1 триллионом инвестиций на кону, энергетика ищет способы поставлять надежную электроэнергию, одновременно повышая рентабельность инвестиций. Они вкладывают значительные средства в новые технологии генерации электроэнергии, включая ядерную, геотермальную, улавливание и хранение углерода и долгосрочное хранение энергии. Они также удваивают усилия по максимально быстрому вводу в эксплуатацию как можно большего количества мощностей как на возобновляемых источниках, так и на традиционной энергетической инфраструктуре, такой как газ и ископаемое топливо. Сейчас меняется масштаб этого спроса, что приводит к новой срочности наращивания мощностей электроэнергетики с беспрецедентной скоростью. По мере роста спроса, особенно на чистую энергию, ожидается, что производство электроэнергии будет быстро расти, и, по прогнозам, к 2030 году возобновляемые источники будут составлять примерно 45–50% энергетического баланса.
3. Разработчики и проектировщики технологий
- Компании-производители полупроводников и поставщики ИТ-технологий, производящие микросхемы и вычислительное оборудование для центров обработки данных.
- Капитальные затраты на рабочую нагрузку ИИ: $3,1 трлн.
- Капитальные затраты на рабочую нагрузку, не связанную с ИИ: $1,1 трлн.
- Ключевые инвестиции: графические процессоры, центральные процессоры, память, серверы и стоечное оборудование.
- Возможности. Разработчики и проектировщики технологий, инвестирующие в масштабируемые, готовые к будущему технологии, подкрепленные четкой прозрачностью спроса, могут получить конкурентное преимущество в области вычислений на основе ИИ.
- Проблемы. Небольшое количество полупроводниковых компаний контролирует предложение на рынке, подавляя конкуренцию. Наращивание мощностей остается недостаточным для удовлетворения текущего спроса, в то же время изменения в методах обучения моделей ИИ и рабочих нагрузках затрудняют прогнозирование будущего спроса на конкретные чипы.
- Решения. Разработчики и проектировщики технологий могут выиграть больше всего в гонке за вычислительную мощность, поскольку именно они предоставляют процессоры и оборудование, которые выполняют реальные вычисления. Спрос на их продукцию в настоящее время высок, но их инвестиционные потребности также самые большие — более $3 триллионов в течение следующих пяти лет. Небольшое количество полупроводниковых компаний оказывают непропорционально большое влияние на предложение в отрасли, что делает их потенциальными узкими местами в росте вычислительной мощности. Разработчики и проектировщики технологий могут смягчить этот риск, расширяя производственные мощности и диверсифицируя цепочки поставок, чтобы предотвратить узкие места.
4. Операторы
- Гипермасштабирующие компании, поставщики услуг размещения оборудования, платформы GPU-as-a-service и предприятия, оптимизирующие свои вычислительные ресурсы за счет повышения эффективности и использования серверов.
- Ключевые инвестиции: программное обеспечение для центров обработки данных, автоматизация на основе искусственного интеллекта, заказные кремниевые технологии.
- Возможности. Операторы, которые эффективно масштабируются, сохраняя баланс между рентабельностью инвестиций, производительностью и энергопотреблением, могут обеспечить долгосрочное лидерство в отрасли.
- Проблемы. Незрелые приложения на базе ИИ могут скрывать долгосрочные расчеты рентабельности инвестиций. Неэффективность работы центров обработки данных приводит к росту затрат, но неопределенность в спросе на ИИ продолжает мешать долгосрочному планированию инфраструктуры и решениям о закупках.
- Решения. В то время как сегодня центры обработки данных работают на высоком уровне эффективности, быстрый темп инноваций в области ИИ потребует от операторов оптимизации как потребления энергии, так и управления рабочей нагрузкой. Некоторые операторы повышают энергоэффективность в своих центрах обработки данных, инвестируя в более эффективные решения по охлаждению и увеличивая возможность штабелирования стоек, чтобы уменьшить требования к пространству, не жертвуя вычислительной мощностью, например. Другие инвестируют в разработку самой модели ИИ, чтобы создавать архитектуры, которым требуется меньше вычислительной мощности для обучения и эксплуатации.
5. Архитекторы ИИ
- Разработчики моделей ИИ, поставщики базовых моделей и предприятия, создающие собственные возможности ИИ.
- Ключевые инвестиции: инфраструктура обучения и вывода моделей, исследование алгоритмов.
- Возможности. Архитекторы ИИ, которые разрабатывают архитектуры, балансирующие производительность с более низкими требованиями к вычислениям, возглавят следующую волну внедрения ИИ. Предприятия, инвестирующие в собственные возможности ИИ, могут повысить конкурентоспособность, разрабатывая специализированные модели, соответствующие их потребностям.
- Проблемы. Вопросы управления ИИ, включая предвзятость, безопасность и регулирование, добавляют сложности и могут замедлить разработку. Между тем, вывод представляет собой существенный непредсказуемый компонент затрат, и предприятия сталкиваются с трудностями в демонстрации четкой окупаемости инвестиций в ИИ.
- Решения. Растущие вычислительные требования крупномасштабных моделей ИИ приводят к росту затрат на их обучение, особенно в отношении вывода или процесса, в котором обученные модели ИИ применяют полученные знания к новым, невиданным данным для составления прогнозов или принятия решений. Модели с расширенными возможностями рассуждений требуют значительно более высоких затрат на вывод. Чтобы снизить затраты на вывод, ведущие компании ИИ оптимизируют архитектуры своих моделей, используя такие методы, как разреженные активации и дистилляция. Эти решения снижают вычислительную мощность, необходимую при генерации ответа моделью ИИ, что делает операции более эффективными.
Критические соображения относительно роста инфраструктуры ИИ
Планируя инвестиции в инфраструктуру ИИ, компании должны будут учитывать широкий спектр потенциальных результатов. В сценарии ограниченного спроса мощности центров обработки данных, связанных с ИИ, могут потребовать капитальных затрат в размере $3,7 триллиона, что ограничено ограничениями цепочки поставок, технологическими сбоями и геополитической неопределенностью. Однако эти барьеры смягчаются в сценарии ускоренного спроса, что приводит к инвестициям в размере до $7,9 триллиона. Оставаться в курсе меняющейся ситуации имеет решающее значение для принятия обоснованных стратегических инвестиционных решений. Некоторые неопределенности, которые должны учитывать инвесторы, включают:
- Технологические прорывы. Прорывы в архитектуре моделей, включая повышение эффективности использования вычислений, могут снизить ожидаемый спрос на оборудование и энергию.
- Ограничения в цепочке поставок. Нехватка рабочей силы, узкие места в цепочке поставок и нормативные препятствия могут задержать подключение к сети, доступность чипов и расширение центров обработки данных, что замедлит общее внедрение ИИ и инновации. Чтобы устранить узкие места в цепочке поставок для критически важных чипов, компании-производители полупроводников вкладывают значительные средства в строительство новых производственных мощностей, но это строительство может застопориться из-за нормативных ограничений и длительных сроков поставки от поставщиков оборудования верхнего уровня.
- Геополитическая напряженность. Колебания тарифов и контроль за экспортом технологий могут привести к неопределенности в спросе на вычислительную мощность, что может повлиять на инвестиции в инфраструктуру и рост ИИ.
Гонка за конкурентное преимущество
Победителями эпохи вычислений на основе искусственного интеллекта станут компании, которые предвидят спрос на вычислительную мощность и инвестируют соответствующим образом. Компании в цепочке создания стоимости вычислительной мощности, которые проактивно защищают критически важные ресурсы — землю, материалы, энергетические мощности и вычислительную мощность — могут получить значительное конкурентное преимущество. Чтобы инвестировать с уверенностью, они могут использовать трехсторонний подход.
- Во-первых, инвесторам необходимо понимать прогнозы спроса в условиях неопределенности. Компании должны заранее оценивать потребности в вычислениях на основе ИИ, предвидеть потенциальные изменения спроса и разрабатывать масштабируемые инвестиционные стратегии, которые могут адаптироваться по мере развития моделей и вариантов использования ИИ.
- Во-вторых, инвесторам следует найти способы внедрения инноваций в области эффективности вычислений. Для этого они могут отдавать приоритет инвестициям в экономичные и энергоэффективные вычислительные технологии, оптимизируя производительность при управлении энергопотреблением и расходами на инфраструктуру.
- В-третьих, они могут повысить устойчивость предложения для поддержания роста инфраструктуры ИИ без чрезмерного расширения капитала. Для этого инвесторам потребуется обеспечить критически важные ресурсы, такие как энергия и чипы, оптимизировать выбор площадки и повысить гибкость своих цепочек поставок.
Решающее значение будет иметь достижение правильного баланса между ростом и эффективностью капитала.
Источник
Стоимость вычислений: гонка за масштабирование центров обработки данных стоимостью 7 триллионов долларов. 28 апреля 2025 г. Статья. Джесси Ноффсингер, Марк Патель, Панкадж Сачдева, Арджита Бхан.
The cost of compute: A $7 trillion race to scale data centers.
https://www.mckinsey.com/industries/technology-media-and-telecommunications/our-insights/the-cost-of-compute-a-7-trillion-dollar-race-to-scale-data-centers