Metoda budowy, która po cichu wygrywa erę AI

Sprawdzone przez: Yoan Guyon, Dyrektor Zarządzający w gbc engineers

Boom na AI stworzył nietypową sytuację w budowie centrów danych. Ten sam wzrost popytu, który powinien przyspieszać wdrażanie rozwiązań modułowych, jednocześnie obciąża moce produkcyjne fabryk modułów, wydłuża terminy dostaw i w niektórych przypadkach eliminuje przewagę czasową, która od początku czyniła prefabrykację atrakcyjną. W tym artykule gbc engineers analizuje, co rzeczywiście dzieje się w praktyce i w jakim kierunku branża może rozwijać się w latach 2028-2030.

Zmiana, która już trwa

Przez większą część ostatniej dekady historia budowy centrów danych była dość przewidywalna. Operatorzy hyperscale budowali na dużą skalę metodami tradycyjnymi i osiągali efektywność kosztową dzięki skali zakupów oraz standaryzacji inżynieryjnej. Dostawcy colocation i operatorzy enterprise, którzy potrzebowali szybkości i elastyczności, coraz częściej wybierali podejścia modułowe i prefabrykowane. Te dwa segmenty były w dużej mierze oddzielone.

Ta jasność zaczyna znikać. Popyt na infrastrukturę AI jednocześnie przebudowuje oba rynki. Według International Energy Agency globalne zużycie energii elektrycznej przez centra danych ma się ponad dwukrotnie zwiększyć między 2022 a 2026 rokiem, głównie za sprawą obciążeń AI. Pytanie nie brzmi już tylko, która metoda jest tańsza w budowie. Kluczowe jest to, którą metodę można rzeczywiście dostarczyć na czas, przy wymaganej gęstości mocy, bez zbyt dużej koncentracji ryzyka u jednego dostawcy lub w jednym łańcuchu dostaw. W projektach coraz częściej widzimy, że decyzję determinują czynniki mniej widoczne pięć lat temu: gęstość racków, pilność harmonogramu i odporność łańcucha dostaw.

Co popyt na AI naprawdę robi z budową modułową

Modułowa budowa centrów danych zbudowała swoją reputację na jednej głównej obietnicy: szybkości. Tam, gdzie tradycyjny program budowy na miejscu może trwać 24 do 36 miesięcy, podejście modułowe może skrócić ten czas do 12 do 18 miesięcy. Dla operatorów z pilnym zapotrzebowaniem na moc obliczeniową taka kompresja harmonogramu była warta premii w kosztach budowy.

Obciążenia AI sprawdzają dziś tę obietnicę w praktyce. Ten sam globalny wzrost popytu na modułowe centra danych przeciąża moce fabryczne. W 2024 roku terminy dostaw specjalnie projektowanych modułów zasilania i chłodzenia u niektórych dostawców sięgały 18 do 24 miesięcy. Oznacza to, że przewaga czasowa może zostać wykorzystana, zanim pierwszy moduł opuści fabrykę.

Problem gęstości, który modułowość nadal rozwiązuje

Trwalszą przewagą budowy modułowej w erze AI jest zarządzanie gęstością, a nie sama szybkość. Racki obliczeniowe AI od NVIDIA i innych dostawców są dziś rutynowo projektowane na 40 do 100 kilowatów na rack i więcej, a kolejne generacje będą przesuwały te wartości jeszcze wyżej.

Tradycyjne projekty centrów danych z podłogą techniczną, oparte na założeniach 5 do 10 kilowatów, nie są w stanie obsłużyć takich obciążeń bez istotnej modernizacji konstrukcji i chłodzenia.

Specjalnie zaprojektowane systemy modułowe dla wysokogęstościowego chłodzenia cieczą mogą być skonfigurowane pod takie obciążenia od samego początku, ponieważ moduł projektuje się wokół wymagań cieplnych i energetycznych racka, a nie odwrotnie. Osiągnięcie takiego dopasowania w tradycyjnej budowie wymaga w pełni indywidualnego procesu projektowego, który może trwać równie długo jak samo zamówienie systemu modułowego.

 

Podział rynku: dwa segmenty, dwie odpowiedzi

Na rynku powstaje strukturalny podział, w którym właściwa odpowiedź coraz bardziej zależy od skali projektu.

W hyperscale: tradycyjna budowa utrzymuje pozycję

Przy kampusach w skali gigawatowej tradycyjne metody budowy zachowują realne przewagi. Skala zakupów pozwala największym operatorom negocjować bezpośrednio z producentami urządzeń i uzyskiwać efektywności, których żaden dostawca modułów nie jest w stanie osiągnąć w przeliczeniu na moduł. Możliwość optymalizacji strategii chłodzenia, architektury zasilania i odzysku ciepła pod konkretne warunki lokalizacji jest warta dodatkowej złożoności, jeśli rozwiązanie powiela się na milionach metrów kwadratowych.

W enterprise, colocation i edge: modułowość umacnia pozycję

Poniżej skali hyperscale budowa modułowa umacnia swoją pozycję. Operatorzy enterprise budujący obiekty o mocy 5 do 50 megawatów, dostawcy colocation rozwijający regionalną pojemność oraz wdrożenia edge obsługujące aplikacje AI bliżej użytkowników coraz częściej widzą, że modułowość lepiej odpowiada ich sytuacji niż zamawianie w pełni indywidualnego projektu. Standaryzacja wysokogęstościowych modułów zasilania i chłodzenia pozwala operatorom określić oczekiwany wynik pracy obiektu zamiast kompletnego projektu. Część ryzyka projektowego przesuwa się wtedy na dostawcę modułów. Kompromisem jest koncentracja dostawcy i pewne ograniczenie długoterminowej elastyczności, ale w perspektywie pięciu do dziesięciu lat ryzyka te są możliwe do zarządzania. W ostatnich projektach widzimy, że operatorzy coraz rzadziej pytają o koszt za kilowat, a coraz częściej o to, która metoda daje im pewność, że obiekt będzie działał przed dostarczeniem ich alokacji GPU.

Dlaczego koszt całkowity nadal ma znaczenie, nawet gdy dominuje pilność

Szybkość i gęstość dominują w obecnej dyskusji, ale finansowa rzeczywistość posiadania centrum danych nadal obejmuje 15 do 20 lat. Metoda budowy, która szybciej uruchamia obiekt, ale w tym okresie tworzy wyższe koszty operacyjne, ograniczenia serwisowe lub mniejszą elastyczność, może ostatecznie kosztować więcej, nawet jeśli wygląda lepiej w bilansie na dzień otwarcia.

Obraz CapEx i etapowania

Tradycyjna budowa wymaga zaangażowania kapitału w docelową pełną pojemność już na początku. Powłoka budynku, konstrukcja, pomieszczenia energetyczne i instalacja chłodnicza są wymiarowane pod stan końcowy, więc operator płaci dziś za infrastrukturę, która może nie generować przychodu przez lata. Podejście modułowe pozwala uruchomić pierwszą fazę i dodawać pojemność wraz ze wzrostem popytu, odraczając znaczące nakłady inwestycyjne do momentu, gdy są naprawdę potrzebne.

 Uwaga: wartości mają charakter orientacyjny. Rzeczywiste koszty zależą od lokalizacji, specyfikacji, poziomu redundancji i warunków rynkowych w momencie zakupów.

Rzeczywistość OpEx w perspektywie 15 lat

Tradycyjne centra danych w klimacie umiarkowanym regularnie osiągają wartości PUE od 1,2 do 1,4, a obiekt projektowany indywidualnie może wykorzystać lokalny klimat i fizykę budynku bardziej niż standardowy moduł. Nowoczesne systemy modułowe zmniejszyły tę różnicę. Wiodący dostawcy raportują PUE od 1,2 do 1,35 dla konfiguracji chłodzonych powietrzem. Jednak różnica PUE o 0,1 przy 5 megawatach obciążenia IT i średniej przemysłowej cenie energii w UE około 0,12 EUR za kilowatogodzinę oznacza w przybliżeniu 5 do 8 milionów EUR skumulowanych kosztów energii w ciągu 15 lat. To nie jest margines błędu w żadnej analizie TCO.

Czytaj więcej: Wzmocnienie podłoża czy posadowienie na palach: pytanie o fundamenty centrum danych, które wpływa na CapEx

W jakim kierunku branża zmierza do 2028-2030

Kilka sygnałów wskazuje dość jasno na dalszy kierunek.

Moce produkcyjne modułów wzrosną, ale nie natychmiast

Obecne ograniczenie mocy fabrycznych jest przejściowe. Duzi dostawcy modułowi, w tym Vertiv, Schneider Electric i kilku producentów azjatyckich, inwestują w rozbudowę produkcji. Do 2026-2027 roku terminy dostaw powinny zacząć wracać w kierunku 9 do 14 miesięcy, dzięki czemu modułowość ponownie stanie się wiarygodnie szybsza od tradycyjnych podejść w projektach średniej skali. Operatorzy nie powinni jednak zakładać tej poprawy jako pewnej.

Chłodzenie cieczą zmieni ekonomikę modułów

Przejście w kierunku direct-to-chip i chłodzenia immersyjnego przebudowuje rynek modułowy. Koszt kapitałowy modułowych systemów chłodzonych cieczą jest wyższy, ale wyższa jest również temperatura odprowadzania ciepła. Dzięki temu system chłodzenia może korzystać z powietrza zewnętrznego do free cooling przez cały rok, zamiast polegać na mechanicznym chłodzeniu, co znacząco poprawia efektywność energetyczną w całym cyklu życia aktywa.

Dostawcy modułowi, którzy mogą dostarczać zwalidowane systemy chłodzone cieczą z jasno określonymi gwarancjami wydajności, będą lepiej pozycjonowani niż ci, którzy tego nie potrafią. Zespoły tradycyjnej budowy również mogą dostarczyć chłodzenie cieczą, ale odpowiedzialność za testowanie i udowodnienie działania systemu spada wtedy bardziej na zespół projektowy niż na dostawcę.

Czytaj więcej: Chłodzenie powietrzem vs. chłodzenie cieczą w centrach danych: kiedy warto dokonać zmiany?

Regulacje zrównoważonego rozwoju wpłyną na wybór metody

Rozporządzenie delegowane Komisji (UE) 2024/1364 wprowadza obowiązek raportowania energii operacyjnej i zużycia wody dla centrów danych w Europie, a w kilku jurysdykcjach ujawnianie emisji wbudowanych zmierza w stronę obowiązkowości. Produkcja fabryczna zazwyczaj generuje mniej odpadów budowlanych niż metody realizowane na miejscu, a niektórzy producenci modułowi opublikowali dane o emisjach wbudowanych swoich produktów. Wraz ze wzrostem znaczenia raportowania zrównoważonego rozwoju dla finansowania i pozwoleń, możliwość przedstawienia jasnego i udokumentowanego stanowiska dotyczącego emisji związanych z budową będzie wpływać na wybór metody w sposób, którego same porównania kosztów nie pokazują.

Krajobraz budowy centrów danych w 2030 roku

• Budowa modułowa będzie dominować w wdrożeniach edge, regionalnych colocation i enterprise poniżej około 30 megawatów.
• Tradycyjna budowa pozostanie konkurencyjna w kampusach hyperscale powyżej 100 megawatów, gdzie skala zakupów i indywidualna inżynieria tworzą realne przewagi kosztowe.
• Segment środkowy, od 30 do 100 megawatów, będzie coraz częściej korzystał z podejść hybrydowych: tradycyjna konstrukcja cywilna i nośna z prefabrykowanymi modułami zasilania i chłodzenia zintegrowanymi z trwałą obudową budynku.
• Modułowe systemy chłodzone cieczą staną się domyślną specyfikacją dla obciążeń AI i HPC niezależnie od skali obiektu.
• Odporność łańcucha dostaw stanie się formalnym kryterium oceny obok kosztu i harmonogramu, skłaniając część operatorów do hybrydowych strategii zakupowych zamiast pełnego zaangażowania w jedno podejście.

Total Cost of Ownership: ramy, które nadal obowiązują

Analiza trendów ma znaczenie, ale liczą się też liczby dla konkretnego projektu. Poniższa tabela podsumowuje kluczowe dźwignie TCO i pokazuje, w którą stronę zwykle przesuwają decyzję. To punkt wyjścia, a nie stała reguła, i zawsze powinien być zweryfikowany względem rzeczywistej lokalizacji, programu i modelu operacyjnego.

 

Wniosek

Debata między budową modułową a tradycyjną wciąż się rozwija. Era AI przyspiesza część trendów, komplikuje inne i tworzy rynek, na którym właściwa odpowiedź bardziej niż kiedykolwiek zależy od skali projektu, terminu, wymagań gęstości i warunków łańcucha dostaw.

Standardowe porównanie kosztów już nie wystarcza. Siły kształtujące sposób budowy centrów danych w dalszej części tej dekady sięgają głębiej niż koszt budowy za kilowat.

Najczęściej zadawane pytania

Czy modułowa budowa centrum danych jest nadal szybsza niż tradycyjna budowa?

Zwykle tak, ale mniej przewidywalnie niż przed 2023 rokiem. Popyt napędzany przez AI wydłużył terminy produkcji modułów w niektórych przypadkach do 18 do 24 miesięcy, osłabiając przewagę harmonogramową dla operatorów, którzy nie planują zakupów odpowiednio wcześnie.

W normalnych warunkach dostaw budowa modułowa dostarcza działającą pojemność 30 do 50 procent szybciej niż porównywalny program tradycyjny. Moment rozpoczęcia zakupów jest dziś równie ważny jak sam wybór metody.

Która metoda budowy jest lepsza dla obciążeń AI?

W przypadku pilnych wdrożeń AI i high-performance computing wymagających wysokiej gęstości racków budowa modułowa zwykle pasuje lepiej, ponieważ specjalnie projektowane moduły można od początku skonfigurować pod obciążenia racków 40 do 100 kilowatów.

Dla bardzo dużych kampusów AI powyżej 100 megawatów tradycyjna budowa może oferować lepszą ekonomikę długoterminową dzięki indywidualnym zakupom i projektowaniu chłodzenia pod konkretną lokalizację. Odpowiedź zależy silnie od pilności, skali i dostępności mocy fabrycznych.

Jakie są główne ryzyka wyboru modułowej budowy centrum danych?

Główne ryzyka to koncentracja dostawców, granice modułów ograniczające przyszłą elastyczność oraz zależność od harmonogramów produkcji fabrycznej. Przy ograniczonej podaży terminy dostaw mogą sięgać 18 do 24 miesięcy, co częściowo eliminuje przewagę czasową.

Operatorzy powinni również dokładnie przeanalizować serwis, części zamienne i warunki gwarancji, aby uniknąć długoterminowej zależności od jednego dostawcy w zakresie ciągłości operacyjnej.

Jak metody budowy centrów danych rozwiną się do 2030 roku?

Rynek dzieli się na dwa obszary. Budowa modułowa umocni swoją pozycję w skali edge, regionalnej i enterprise poniżej około 30 megawatów. Tradycyjna budowa pozostanie konkurencyjna w kampusach hyperscale, gdzie skala zakupów tworzy realne przewagi kosztowe.

Podejście hybrydowe, łączące tradycyjne prace cywilne i konstrukcyjne z prefabrykowanymi modułami zasilania i chłodzenia, prawdopodobnie stanie się częstsze w przedziale 30 do 100 megawatów. Modułowe systemy chłodzone cieczą staną się domyślną specyfikacją dla obciążeń AI i HPC we wszystkich skalach.

Jak regulacje zrównoważonego rozwoju wpływają na decyzję między modułowym a tradycyjnym podejściem?

Zaczynają wpływać na decyzje projektowe w bardzo konkretny sposób. Produkcja fabryczna zazwyczaj ogranicza odpady budowlane i uciążliwość placu budowy w porównaniu z metodami tradycyjnymi. Niektórzy producenci modułowi publikują już dane o emisjach wbudowanych swoich produktów, co wspiera raportowanie w ramach rozwijających się europejskich systemów zrównoważonego rozwoju, w tym Rozporządzenia delegowanego Komisji (UE) 2024/1364.

W miarę jak ujawnianie emisji wbudowanych staje się ważniejsze dla decyzji finansowych i pozwoleniowych, możliwość przedstawienia jasnego, udokumentowanego argumentu dotyczącego zrównoważonego charakteru metody budowy będzie wpływać na decyzje projektowe w sposób, którego same porównania kosztów obecnie nie obejmują.

 

O nas gbc engineers to międzynarodowe biuro inżynierskie z oddziałami w Niemczech, Polsce i Wietnamie, które zrealizowało ponad 10 000 projektów na całym świecie. Świadczymy usługi w zakresie inżynierii konstrukcyjnej, projektowania centrów danych, inżynierii infrastruktury i mostów, BIM & Scan-to-BIM oraz zarządzania budową. Łącząc niemiecką jakość inżynieryjną z międzynarodowym doświadczeniem, dostarczamy klientom zrównoważone, bezpieczne i efektywne rozwiązania.