支持人工智能（AI）的数据中心目前耗电量约占美国用电量的4%，到本十年末可能翻一番。
芯片制造商、数据中心运营商以及供暖、通风与空调（HVAC）专家必须通力合作，推动相关技术进步，以降低能耗并提升韧性。
通过采用“功率正向”理念，数据中心可以为提升整个社区的能源效率作出贡献，例如升级当地学校或医院的设施。
数据清晰明了。电网已有100多年历史，正承受着不小压力：制造业回流、交通电气化和热泵等应用都对电网提出了更高要求。在此背景下，一代人中最强大、最有前景的技术——人工智能（AI）——已经出现，并对电力提出了更高需求。
据目前估算，支持人工智能的数据中心的用电需求约占美国电力消费的4%，预计到本十年末将翻一番。全球各地的情况大致相似，这让一些人担心我们正走向悬崖边缘。然而，情况未必如此。
与其将数据中心和人工智能视为对基础设施的威胁或压力，不如将其视为推动大规模升级与振兴的重大机遇。
那么，我们如何实现这一替代方案？通过三部分战略，我们可以在强化基础设施、支持社区发展的同时，释放人工智能的巨大潜力。未来将是超高效数据中心的时代，它们将推动“围墙之外”的效率提升，并增加新的发电能力。这一未来触手可及，因为我们在提升数据中心能效方面才刚刚开始挖掘潜力。以下是我们改变现状的方法。
少许投入，成效显著
制冷至少占数据中心能耗的40%。随着芯片上的计算密度（以及芯片产生的热量）不断增加，这一比例预计还将上升。然而，事实证明，芯片的制冷需求与人类的制冷需求截然不同。
迄今为止，数据中心通常采用经过改造的舒适型空调系统，但专门设计的制冷系统才是未来方向。约翰逊控制公司（Johnson Controls）的YVAM（一种为数据中心降温的离心式冷水机组）便是明证。
YVAM专为数据中心设计，与传统的供暖、通风与空调（HVAC）系统相比，能够以少78%的能耗实现相同的制冷效果。
这为业主、运营商和电网带来了巨大的节省。
当故障无法容忍时
提升效率的第二个重要机遇在于使数据中心的运营更具动态性。关键应用需要全天候运行，数据中心的设计与建造也确保其即使在极端高温条件下也能完美运行。然而，即便在最具挑战性的环境中能够实现可靠运行，也不意味着数据中心在日常条件下必须以如此高负荷运转。
新一代智能建筑软件（如约翰逊控制公司的OpenBlue）能够全天候、每分钟优化为数据中心供冷的冷水系统的运行，并仅提供所需的制冷量。即使在最恶劣的“设计工况日”，得益于先进的优化技术，数据中心与制冷相关的年度能耗也可降低5%至15%。
这一渐进式改进意义重大，并且可与专用制冷系统所带来的改进相叠加。
单靠一方无法完成
最后，芯片制造商、数据中心所有者与暖通空调专家之间的紧密合作至关重要。
科技企业正在加紧努力，使芯片更能耐受高温。它们取得的进展令人瞩目：即使采用温度高出42%的水进行冷却，芯片仍能可靠运行。这大幅减少了所需能源。
这也使得向磁悬浮轴承压缩机技术的转变成为可能。该技术效率更高，因为它消除了含油轴承系统的摩擦。这使得制冷剂对气候的影响降低90%以上，占地面积可缩小40%以上，并且运行噪音明显更低。
在解决方案提供商、数据中心运营商和芯片制造商组成的共生生态系统的推动下，这些效率与韧性方面的飞跃正加速实现。早期的合作模式表明，即便在人工智能蓬勃发展之际，我们仍能在保护电网与气候方面取得进展。
功率正向数据中心
随着超高效数据中心的推进，那道悬崖边缘每分钟都在变得更远。而我们仍可以做得更多。
为何仅止步于升级数据中心自身运营并削减其场界内的能耗？让我们朝着数据中心“功率正向”的愿景迈进：激励数据中心开发商，通过投资并降低周边社区的能源需求，为其额外的电力需求在电网中腾出空间。机会十分广阔。
建筑通常占全球温室气体排放量的约40%。例如，为当地学校更换更节能的设备，可将其能源需求降低50%甚至更多，同时为纳税人节省数百万美元的运营成本。在安装新的供暖、通风与空调系统的同时，还可以移除含铅涂料和石棉，这对我们的孩子和地球都是双赢。
在当地医院，可以加装传感器，不仅大幅降低电力需求，还能检测并消灭可能导致医院获得性感染的病毒和细菌——这又是一项双赢。
政府办公楼、污水处理设施和大学均可进行升级，从而为社区内的新数据中心腾出空间。最终结果是，社区既能跻身前沿数字经济之列，又能获得一流的基础设施与资产支持。
数据中心的关键激励在于：率先采用这一“功率正向”理念的企业，将优先接入电网并使用其新增容量，因为社区将在能源与成本方面率先实现先进的精益化。
消除障碍
我们还可以设置最后一道保障：增设能够满足或匹配数据中心剩余电力需求的发电资源。可选方案众多，且技术发展与进步的速度很快。
太阳能、风能、地热能和储能电池已广为人知；燃料电池颇具吸引力，并可作为推进碳捕集能力的系统的一部分。小型模块化核反应堆也在稳步推进。关键在于加快审批流程，使这些重要资源能够及时且经济有效地接入我们的电网。
一种新型支撑性基础设施是可以实现的。在构建使社区繁荣发展的框架的同时，我们可以兑现这项非凡技术的承诺，修复我们的环境、激活经济，并保障我们的安全。
