華為3D資料中心：四層垂直設計如何承載十萬卡級AI叢集

AI伺服器機櫃的耗電與散熱需求快速攀升，傳統把冷卻、機櫃、配電與備援系統平面攤開的資料中心設計，開始面臨路徑過長、建置複雜與硬體更新成本高等壓力。華為於2026年9月15日在安徽蕪湖的AIDC（人工智慧資料中心）產業發展大會，發表其稱為「3D資料中心」的參考架構：不是擴大平面面積，而是把關鍵機電與IT功能垂直堆疊，目標支援十萬卡以上的昇騰超節點叢集。3

從下到上：四層垂直架構

這套設計借鑑晶片工廠將「動力層」與「生產層」嚴格分離的概念，把傳統資料中心橫向配置的功能空間改為垂直分層。自下而上分為：

1. 供冷層：配置冷卻系統。
2. IT設備層：放置伺服器與加速運算設備；蕪湖現場據報部署昇騰950系列產品。
3. 供電層：設置配電相關基礎設施。
4. 備電層：鋰電池模組獨立設於屋頂；蕪湖案的冷卻塔也位於屋頂。2

華為的核心主張是，冷卻層緊鄰IT層下方、供電設施位於IT層上方，可用較短的垂直路徑供冷與供電，而不必讓管線或線纜在建物中長距離水平迂迴。1

為何AI叢集需要這種布局？

高密度AI機櫃已不同於早期氣冷機房常見的數千瓦至十多千瓦等級。華為將其3D設計放在單一機櫃約100至200kW、且可能持續提升的AI運算情境下討論。17

以蕪湖實作為例，華為表示，電力模組至機櫃的供電距離可由17公尺縮短至5公尺，單棟建築的IT供電容量則由76MW提升至168MW。公司將此定位為建構十萬卡昇騰超節點「超級算力工廠」的基礎。18

這種分層布局預期帶來幾項效益：

• 縮短冷卻與供電鏈路：供冷層與IT層直接相鄰，供電層也靠近IT層。
• 不同系統分域控溫：IT、供電與其他機電設備可依各自的溫度需求採取差異化控制，避免不必要的過度冷卻。18
• 以POD隔離故障：POD可理解為能獨立運作的最小資料中心單元。華為表示，可將供電與冷卻按POD組織，使單點故障侷限於局部，而非擴大至整座設施。18
• 減少硬體換代牽動的工程：IT層與冷卻、供電基礎設施解耦後，華為稱未來可直接替換新一代運算設備，無須重構整個資料中心架構。2

把鋰電池放上屋頂，解決什麼問題？

在蕪湖方案中，備援鋰電池不與IT或主要配電系統同層，而是獨立設於屋頂；冷卻塔亦設於屋頂。2 此安排的目的，是提高備援電源與核心IT空間之間的物理分隔。

相關報導描述，屋頂電池間採用獨立隔間、防爆結構、可燃氣體偵測及定向洩壓等防護措施。18 不過，這些仍屬設計與個案實作層面的說法；其在長期運轉、不同氣候條件及各類事故情境下的安全與維運表現，不能僅憑現階段資料下定論。

從工地施工轉向工廠預製

華為另一項重點，是將資料中心從高度客製的現場工程，轉成更多可在工廠完成的模組化產品，再運至現場組裝。

華為表示，蕪湖項目的機電系統預製化率超過90%，機電交付期由約6個月縮短至3個月。2 另有報導指出，蕪湖項目全期約9個月，主體建築使用鋼結構預製，各樓層可平行施工；變壓器、低壓開關櫃與UPS（不斷電系統）等設備可在工廠整合。22

這些數字是特定項目的成果，並不代表每個地點都能照此複製。電網接入、土建進度、許可程序、供應鏈與營運規格，都可能改變實際時程。

開放設計資源與布局地點

華為同步發行《3D資料中心》專書，並開放「3D資料中心概要設計圖庫」。圖庫涵蓋建築、結構、給排水、暖通動力、強電與弱電等專業項目。23

華為雲表示，其位於貴州貴安、內蒙古和林格爾及安徽蕪湖的三大核心樞紐，皆在規模化建設3D資料中心。27

GCC倡議：參考架構不等於既定標準

此一發布也伴隨全球計算聯盟（GCC）提出的新一代AIDC範式共建倡議。參與者包括中國電子技術標準化研究院、中國電子工程設計院、秦淮數據、華為及其他供應鏈夥伴；規劃工作涵蓋指標定義、參考架構、標竿驗證與標準認證。2

這也點出3D資料中心目前的定位：它是華為提出並已在蕪湖落地的參考架構，尚非已被產業普遍採用的通用標準。3

真正成為通用方案前，還要驗證什麼？

蕪湖案例顯示，這種垂直分層設計已有實際工程落地，但採購者不宜直接把它視為可隨處套用的標準基礎設施。後續仍需由獨立單位、不同營運商，以及多種設備組合進一步驗證：

• 在持續100至200kW以上機櫃功率密度下的能耗與熱管理表現；
• 168MW容量與交付期縮短等效益是否可穩定複製；
• POD層級故障隔離與屋頂電池安全防護的實際效果；
• 維護複雜度、全生命週期成本及可靠性；
• 與非華為加速器、伺服器、網路、UPS、冷卻系統及管理軟體的相容性。

GCC倡議本身已將標竿驗證與標準認證列為工作項目，正說明這些驗證仍在前方。2 現階段，華為3D資料中心較適合被視為面向超高密度AI運算的工程藍圖：蕪湖案例提出了可量化的優勢，但距離多供應商、跨場域都能直接套用的標準，仍需要更多獨立證據。