文｜硅谷101
5000億美元，是NASA預(yù)估能讓人類完成火星登陸的預(yù)算、能買下1.36個阿里（3670億美元）、3.5個NBA聯(lián)盟（1400億美元）、建設(shè)100座Apple Park（50億美元）、買1400億杯咖啡（3.5美元），卻只夠OpenAI建一座Stargate數(shù)據(jù)中心。
但這，也許只是開始，業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，OpenAI的野心甚至是這個數(shù)據(jù)的十倍。xAI、Meta等科技巨頭，都開始瘋狂在AI數(shù)據(jù)中心砸錢，全球開啟了一波基建狂潮，押注新一輪的萬億級市場。但在狂潮背后，我們不禁想問：這么多錢，都花哪去了？
本篇文章我們就來扒一扒AI數(shù)據(jù)中心背后的資本支出。數(shù)據(jù)中心由哪些部分構(gòu)成？上下游主要公司和玩家有哪些？到底要怎么花錢？有意思的是，我們翻遍了各大報告后，發(fā)現(xiàn)大家給出的預(yù)算各不相同，究竟誰才是對的？更有數(shù)據(jù)中心，被“逼”上了太空，原因是什么？在AI被質(zhì)疑存在泡沫的情況下，又為什么資本依然瘋狂涌入呢？
01 看懂萬億投資，數(shù)據(jù)中心的錢流向哪里？
先來看看今年10月15日，美國銀行對于下一代AI數(shù)據(jù)中心的成本分析。
我們將數(shù)據(jù)中心的支出主要分為4大類，分別是IT類設(shè)備、供電設(shè)備、冷卻設(shè)備和工程建設(shè)。為了便于對比，我們將計算單位統(tǒng)一到每GW的支出。
Chapter 1.1 IT類設(shè)備
首先是與計算直接相關(guān)的IT類設(shè)備，分為服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)、存儲三塊，其中的大頭就在服務(wù)器身上，每GW大概需要375億美元。
服務(wù)器包含了CPU、GPU、內(nèi)存、主板這些重要原件，通常直接由ODM（原始設(shè)計制造商）供貨，比如工業(yè)富聯(lián)等，他們會從英偉達(dá)和AMD這些芯片設(shè)計公司拿到服務(wù)器的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，并制造成整機，直接向Oracle、Meta、亞馬遜這類超大規(guī)模的客戶供貨。
ODM占據(jù)了服務(wù)器市場46%的份額，而其他的中小企業(yè)要購買服務(wù)器，那就得找戴爾（Dell）、超微（Super Micro）、惠普（HP）這類OEM（原始設(shè)備制造商）廠商購買。
在網(wǎng)絡(luò)方面，每GW需要37.5億美元的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，其中的主要玩家分別是Arista、Cisco、華為、英偉達(dá)等等。
值得一提的是，雖然英偉達(dá)在其中的市場占比只有5%，但業(yè)界有觀點會認(rèn)為，盡管英偉達(dá)的InfiniBand（網(wǎng)絡(luò)通信標(biāo)準(zhǔn)）更貴，但憑借低延遲、無丟包風(fēng)險的優(yōu)勢，更適用于AI數(shù)據(jù)中心。
最后是存儲，也就是硬盤，每GW則需要19億美元的存儲設(shè)備。大玩家包括了三星、SK、美光 (Micron)、希捷 (Seagate)等玩家。我們將以上三項相加，最終得出IT類設(shè)備每GW支出為431.5億美元。這就是數(shù)據(jù)中心支出的大頭了。
Chapter 1.2 冷卻系統(tǒng)
2018年，亞特蘭大的一個數(shù)據(jù)中心遭受了網(wǎng)絡(luò)攻擊，導(dǎo)致法院、警察局、機場等多個城市服務(wù)機構(gòu)被迫關(guān)閉。攻擊者除了用勒索軟件鎖住了數(shù)據(jù)外，還干了一件事，那就是侵入了冷卻系統(tǒng)。
冷卻系統(tǒng)被入侵后，環(huán)境溫度驟升至100華氏度（約37.8攝氏度）以上，一時間不少芯片受到損壞。黑客甚至還將服務(wù)器和冷卻系統(tǒng)的控制權(quán)作為“人質(zhì)”，要求支付51000美元的比特幣。
后來，攻擊冷卻系統(tǒng)的方式越來越常見，花樣也越來越多。這個故事告訴大家，冷卻系統(tǒng)對于一個數(shù)據(jù)中心的重要性，雖然建造預(yù)算只占總成本的3%。
隨著全球AI算力需求的指數(shù)級提升，傳統(tǒng)的風(fēng)冷技術(shù)已經(jīng)很難滿足高密度算力設(shè)備的散熱需求了，同時對于英偉達(dá)的GPU來說，散熱能力也在一定程度上成為制約算力的核心瓶頸。因此，對于數(shù)據(jù)中心來說，液冷已從數(shù)據(jù)中心散熱備選方案變?yōu)楸匦杵贰?/p>
而對于配備液冷系統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心來說，冷卻設(shè)備主要包含冷卻塔、冷水機組、CDU（冷卻分配單元）和CRAH（機房空氣處理機組）。要承擔(dān)1GW的散熱，它們分別需要支出0.9億、3.6億、4.5億、5.75億，總共14.75億美元。
主要供應(yīng)商由于分散在各個環(huán)節(jié)，數(shù)量眾多，我們就不一一列舉了，但其中維諦（Vertiv）、江森（Johnson Controls），世圖茲（Stulz）和施耐德（Schneider）等等，都是這個領(lǐng)域的大玩家。
Chapter 1.3 供電設(shè)備
我們再來看看核心基建的電力部分。供電設(shè)備主要分為應(yīng)急供電的備用柴油發(fā)電機、負(fù)責(zé)配電總控的開關(guān)設(shè)備、保障不斷電的UPS（Uninterruptible Power Supply）、給各機柜配電的母線槽及其他配電設(shè)備。
美國銀行認(rèn)為，典型的柴油發(fā)電機每MW的成本為40～55萬美元，燃料箱、燃料泵和安裝費用加起來約為35～50萬美元，因此每MW的發(fā)電機成本大約為80萬美元，要提供1GW的電力，則需要8億美元的應(yīng)急發(fā)電機。
但在我們的嘉賓看來，其實真實成本遠(yuǎn)不止這些，原因就是冗余性。
徐熠興（Ethan Xu）
前微軟能源戰(zhàn)略經(jīng)理，前突破能源科研總監(jiān)：
如果你的IT設(shè)備的容量功耗是達(dá)到了，比如說1GW的話，往往是需要配不止1GW的柴油發(fā)電機的。有幾方面的原因，其實最重要的原因是要保證冗余性。
像有一些可靠性要求特別高的數(shù)據(jù)中心，它柴油發(fā)電機的量，可能是兩倍于數(shù)據(jù)中心算力的量。比如說數(shù)據(jù)中心如果是1GW的量的話，可能要配備2GW的柴油發(fā)電機。
在柴油發(fā)電機的市場中，最大的玩家是卡特彼勒（Caterpillar），康明斯（Cummins）和羅爾斯·羅伊斯（Rolls Royce）旗鼓相當(dāng)。
除此之外，1GW數(shù)據(jù)中心還需要6.15億的開關(guān)設(shè)備、9.85億的UPS和3億美元的配電設(shè)備。這些電氣設(shè)備的三大玩家分別是施耐德、維諦和伊頓。
所以整個供電設(shè)施的花費，算下來就是每GW27億美元，只有IT設(shè)備的1/13，是不是還顯得挺便宜的？
雖然供電不花錢，但是在美國，供電卻成為了很多數(shù)據(jù)中心的核心瓶頸，這一點我們將在后面的文章中展開。我們先把這個開支的pie chart給畫全，看看最后一項支出：工程建設(shè)。
Chapter 1.4 工程建設(shè)
最后一項的工程建設(shè)費用包含了建筑成本、安裝成本、總承包商費用等等，每GW的工程預(yù)計花費約42.8億美元。
我們合計下，要建成1GW的數(shù)據(jù)中心，最后的總支出大約是516億美元，其中IT設(shè)備占比最高，成本達(dá)到了84%。這么算下來，OpenAI 10GW的Stargate項目就得5160億，與官方宣稱的5000億投資非常接近。
但與此同時，我們在翻各種研報的時候發(fā)現(xiàn)一個很有意思的事情，就是不同機構(gòu)給出的數(shù)據(jù)差距非常大，就拿Stargate為例，不同機構(gòu)估算出的總預(yù)算甚至差出了2000億美元，這是為什么？大家應(yīng)該怎么去看這樣的計算分歧？
02 計算分歧，千億預(yù)算差從何而來？
我們先來看看幾個不同機構(gòu)的預(yù)測：
Bernstein 11月1日的報告：每GW的AI數(shù)據(jù)中心成本約為350億美元。而且各項目的支出占比也與美國銀行的預(yù)測不同。例如IT設(shè)備相關(guān)的GPU、網(wǎng)絡(luò)、CPU、存儲總占比為56%，遠(yuǎn)低于美國銀行計算的84%。
Barclays Bank 10月底的報告：AI數(shù)據(jù)中心每GW對應(yīng)支出為500～600億，其中65%～70%都用在計算與網(wǎng)絡(luò)中。
Morgan Stanley 8月的研究模型：1GW對應(yīng)的成本是335億美元，其中計算設(shè)備占比為41%，而剩下59%用于電力、冷卻等基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)中。
為什么各家的預(yù)測數(shù)據(jù)相差會如此大呢？主要有兩個原因，第一是，假設(shè)使用的芯片不同。
美國銀行的計算對象，為英偉達(dá)在今年9月初發(fā)布的Rubin架構(gòu)的芯片，將于2026年底上市；而Bernstein和Morgan Stanley的計算對象，是2024年3月發(fā)布的Blackwell架構(gòu)。
徐熠興（Ethan Xu）
前微軟能源戰(zhàn)略經(jīng)理，前突破能源科研總監(jiān)：
Bernstein的GPU的成本是136.5億美元，BofA（美國銀行）的Future（未來的數(shù)據(jù)中心）成本是375億美元，就光這個就差了200多億每GW，這個是我感覺的最大差別。
所以各家計算的金額，最大的差別就在于芯片價格不同，相差了200億每GW，而像供電、冷卻等其他設(shè)施的成本相差并不大。不過這也側(cè)面說明了，老黃的下一代芯片又要漲價了。
新的“黃氏數(shù)學(xué)”（Jensen’s Math）認(rèn)為一座1GW的AI數(shù)據(jù)中心，總成本是600～800億，甚至還高于了其他機構(gòu)給出的預(yù)測，其中的“計算成本”，也就是英偉達(dá)的潛在收入，是400～500億。
徐熠興（Ethan Xu）
前微軟能源戰(zhàn)略經(jīng)理，前突破能源科研總監(jiān)：
我會覺得可能老黃應(yīng)該還是說得準(zhǔn)的，就是他自己知道他想定什么價。他自己算過，這個能耗是多少，然后價格他想定多少，他覺得自己能賺多少。
第二個原因，就是計算范圍不同。
徐熠興（Ethan Xu）
前微軟能源戰(zhàn)略經(jīng)理，前突破能源科研總監(jiān)：
BofA（美國銀行）相當(dāng)于算的是數(shù)據(jù)中心building（建筑），房子里邊的成本。Bernstein算的是，包括房子的成本，還包括了整個數(shù)據(jù)中心園區(qū)的成本，也就是它把園區(qū)里邊的配電系統(tǒng)，還有（渦輪）發(fā)電機全部都包括進(jìn)去了。
BofA（美國銀行）里面的發(fā)電機的話，我感覺它更多的是備用電源的（柴油）發(fā)電機，Bernstein里邊的發(fā)電機是Gas turbines（渦輪發(fā)電機），相當(dāng)于是一個自發(fā)電的發(fā)電機。
所以綜合看下來，我們的嘉賓認(rèn)為，對于巨頭們未來建設(shè)的數(shù)據(jù)中心，可能美國銀行給出的預(yù)算會更接近真實情況，所以我們這期的預(yù)估也是根據(jù)美國銀行的報告來整理的。
前面說到，電力會成為數(shù)據(jù)中心的瓶頸，這就是為什么大家會看到在我們的動畫中，數(shù)據(jù)中心里面和外面都有發(fā)電機。其實，在電力這一塊，會有不小的一項隱形支出：電力投資。
03 隱形支出，巨頭親自下場建電廠
我們之前做過一期視頻和播客，講述了AI帶來的用電荒，以及為什么美國如此缺電。而一年半后的今天，情況依然沒有好轉(zhuǎn)。如今巨頭們?yōu)榱双@取電力，不得不自己投資建廠。
徐熠興（Ethan Xu）
前微軟能源戰(zhàn)略經(jīng)理，前突破能源科研總監(jiān)：
OpenAI或者它的合作伙伴像Oracle，他們需要想辦法去創(chuàng)造新的容量，在電網(wǎng)上?，F(xiàn)在的很多科技公司，他得自己去建發(fā)電機、建發(fā)電站、變電站和一些配（電）網(wǎng)的設(shè)施，甚至建一些稍微短一點的電力傳輸線等等，去滿足自己的需求。
如果要給一個10GW的數(shù)據(jù)中心，配上一個發(fā)電廠的話，它的成本可能會達(dá)到，再加上可能120~200億美元的成本。
所以我們看到，由于AI數(shù)據(jù)中心的大基建，還帶火了被認(rèn)為是“夕陽產(chǎn)業(yè)”的電力股GEV，它的燃?xì)廨啓C訂單甚至都排到了三年后。
谷歌曾斥資30億美元，改造賓夕法尼亞州的兩座水力發(fā)電廠，為的就是換取3000MW的電力，相當(dāng)于獲取1GW得花10億，這還僅僅是改造的費用。還有馬斯克為了Colossus2項目，也收購了一家發(fā)電廠。
徐熠興（Ethan Xu）
前微軟能源戰(zhàn)略經(jīng)理，前突破能源科研總監(jiān)：
數(shù)據(jù)中心搶電搶得很厲害。然后也有一些分析師，他們覺得像GE這樣公司的話，它是會有溢價能力的。（購買）1GW的（發(fā)電機）可能就是相當(dāng)于25億（美元）。這可能比較高的點，我覺得用20億的話差不多，就CapEx（資本支出）是20億。
到這里就有個問題了，數(shù)據(jù)中心不是本來就有應(yīng)急發(fā)電機了嗎，為什么不直接用這些發(fā)電機來供電呢？
徐熠興（Ethan Xu）
前微軟能源戰(zhàn)略經(jīng)理，前突破能源科研總監(jiān)：
應(yīng)急的柴油發(fā)電機和大型的天然氣渦輪發(fā)電機，還是有本質(zhì)的區(qū)別的。柴油發(fā)電機的話，它更多的是作為一個備用電源來使用的。所以它在設(shè)計的時候，它的所有的組件，都是為了高功率、短時爆發(fā)而優(yōu)化的。所以它并不能承載24小時，隨時隨地都在運行的狀態(tài)。
這個天然氣渦輪發(fā)電機，它在設(shè)計的時候就是考慮到了像一年365天，幾乎每一個小時都在運行這樣使用的場景。還有一些其他的原因是，柴油的話它實際上是一種比較貴的燃料，然后相對于天然氣發(fā)電機的話，它用的是天然氣，它可以通過管道去輸送，發(fā)同一度電的成本，柴油發(fā)電機的成本很可能是，天然氣發(fā)電機成本的3~8倍。
所以現(xiàn)在數(shù)據(jù)中心的建設(shè)，就卡在了獲取電力上。美國電網(wǎng)又無法提供足夠的功率，想買天然氣渦輪發(fā)電機又買不到，由此也催生了一些其他的方式。比如燃料電池開始變得越來越受歡迎，甚至巨頭們都被“逼”上了太空。
谷歌最近的消息說，計劃在2027年將數(shù)據(jù)中心送上太空。主要原因就在于，在太空中利用太陽能板來發(fā)電，效率可以達(dá)到地球上的8倍，還能解決晚上沒有太陽能的困擾，可以說是免費且無限的能源供應(yīng)。除此之外，在太空的真空，還能利用輻射散熱方式，降低冷卻系統(tǒng)的需求。
除了谷歌，微軟、亞馬遜，還有馬斯克的SpaceX都開啟了這方面的探索。那么建設(shè)太空數(shù)據(jù)中心又得花多少錢呢？在Linkedin有人預(yù)測，目前建設(shè)一座1MW的太空數(shù)據(jù)中心，算上發(fā)射費后，成本約為3550萬美元，如果是1GW，那將是355億。
這好像也沒比地球上貴多少，那關(guān)于太空數(shù)據(jù)中心是否可行、背后的挑戰(zhàn)與機遇，我們之后也會單開一期來好好聊聊。
04 狂潮下的理性，過度投資也有退路
既然建設(shè)AI數(shù)據(jù)中心耗費如此大，而且在市場紛紛懷疑充滿泡沫的情況下，為什么這股基建熱潮只增不減呢？在我們采訪的嘉賓看來，主要原因有兩點，第一是，投資不足比投資過度的風(fēng)險更大。
徐熠興（Ethan Xu）
前微軟能源戰(zhàn)略經(jīng)理，前突破能源科研總監(jiān)：
大部分公司現(xiàn)在都意識到一點，Under investment is riskier than over investment，就是所謂的投資不夠，給你帶來的風(fēng)險要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于你過度投資帶給你的風(fēng)險。為什么會這樣呢？很有可能誰最先獲得最好的AI模型，或者所謂的AGI的話，這家公司就會占據(jù)比較大的一個市場份額，其他公司的生存空間就會很快地縮小。
那我們再看一下過度投資會有什么樣的風(fēng)險，你無非就是買了更多的地、更多的電、更多的房子，建數(shù)據(jù)中心。最后你發(fā)現(xiàn)，可能你買多了，無非就是你可以把它用作自己公司內(nèi)部的一些使用、效率的提升，或者你可以把它租給其他人，或者就把這些地、電賣給其他公司，總體來說就是過度投資的風(fēng)險，它實際上是有一個封頂?shù)摹?/p>
第二個原因就在于，只要有算力，科技公司們總會有辦法用掉。
王辰晟
前特斯拉供應(yīng)鏈總監(jiān)：
在硅谷有一句話就是，Bill will always eat Andy。你只要有Infra（基礎(chǔ)設(shè)施），你只要有Hardware（硬件），Server（服務(wù)商）總有辦法，可以想辦法把你運用掉的。這周早些時候OCP Meta的人就在里面說，其實他們目前的GPU，光用來去做他們內(nèi)部一些AI，比如Instagram或者Facebook，然后去篩除一些不合適的內(nèi)容，他們其實也已經(jīng)需要很多算力了，就算有多余閑置的算力，用來做內(nèi)部的降本（cost reduction），他其實也是完全是可以用的，所以我覺得現(xiàn)在主流的這些公司，都不會擔(dān)心說這些會overinvest（過度投資）。
所以我們看到，哪怕現(xiàn)在市場紛紛質(zhì)疑AI存在過度投資的情況，巨頭們依然在瘋狂涌入。那么最后一個問題是，上萬億美元的需求，錢從哪來呢？
Bruce Liu
美國Esoterica Capital（濟容投資）
首席執(zhí)行官兼首席投資官：
其實就是這些hyper scaler（超大規(guī)模云服務(wù)商），它的這些自生的錢，我自己賺的錢我再投回去，我自己欠的錢我再投回去，后面其實就是要靠這些public market（公開市場），就是債券市場，美國的investment grade（投資級）或者h(yuǎn)igh yield grade（高收益級）。
然后還有最近新起來的，我們叫美國的影子銀行，所謂這些private credit（私募信貸），你把它break down（拆分），基本上就是這些大的融資渠道，來撐起這個整個的AI build out（基建熱潮），這在歷史，美國歷史上也不是沒有見過。我覺得AI更像全球的基建的大的周期，只要你（AI）能掙到錢，你是全球的增長的這個driver（驅(qū)動者），真的是不用特別擔(dān)心錢這個事情。
這場看似瘋狂的投入，本質(zhì)上是一場關(guān)于“誰先抵達(dá)未來”的博弈。或許這條路充滿風(fēng)險，但對于巨頭來說，“缺席”的代價比“投資錯誤”的代價更高。你
對這場瘋狂的AI基建投資有什么想法？歡迎在評論區(qū)和我們一起聊聊吧。