作者：Dior

日前，《數(shù)字中國建設(shè)整體布局規(guī)劃》重磅發(fā)布，《規(guī)劃》指出，要打通數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施大動(dòng)脈，系統(tǒng)優(yōu)化算力基礎(chǔ)設(shè)施布局，促進(jìn)東西部算力高效互補(bǔ)和協(xié)同聯(lián)動(dòng)，引導(dǎo)通用數(shù)據(jù)中心、超算中心、智能計(jì)算中心、邊緣數(shù)據(jù)中心等合理梯次布局。

(資料圖)

其中，數(shù)據(jù)中心作為存儲(chǔ)和計(jì)算數(shù)據(jù)的重要基礎(chǔ)設(shè)施，在促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中所發(fā)揮的作用更加凸顯，這也使得近年來圍繞數(shù)據(jù)中心建設(shè)的相關(guān)話題屢次成為熱點(diǎn)。

但是，目前全球40%的數(shù)據(jù)中心集中在美國，這幾乎是中國的5倍。很顯然，中國互聯(lián)網(wǎng)用戶的數(shù)量是遠(yuǎn)高于美國的，這意味著中國有著潛力巨大的大數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)以及發(fā)展前景。但在巨大機(jī)遇面前，我國數(shù)據(jù)中心建設(shè)無疑也面臨著眾多挑戰(zhàn)。

數(shù)據(jù)中心大發(fā)展催生龐大的節(jié)能減排需求

眾所周知，數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)是未來5-10年落實(shí)國家大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略關(guān)鍵底層基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)之一。在全球化逐漸向數(shù)字化轉(zhuǎn)型時(shí)代，我國也將數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展作為國家發(fā)展戰(zhàn)略，數(shù)據(jù)中心規(guī)模正持續(xù)增長。

從數(shù)據(jù)中心與數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施的關(guān)系來看，一方面，數(shù)據(jù)中心的發(fā)展直接帶動(dòng)數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，內(nèi)部模塊的技術(shù)持續(xù)升級(jí)，建設(shè)規(guī)劃合理化、智能化；另一方面，數(shù)據(jù)中心內(nèi)部基礎(chǔ)設(shè)施的優(yōu)化升級(jí)是保證數(shù)據(jù)中心實(shí)現(xiàn)持續(xù)發(fā)展的必要因素之一。

從產(chǎn)業(yè)規(guī)模上來看，數(shù)據(jù)中心的產(chǎn)業(yè)規(guī)?？焖僭鲩L。根據(jù)中國信通院的數(shù)據(jù)，2021年，中國數(shù)據(jù)中心在用機(jī)架數(shù)量達(dá)520萬架，較2020年增加超過100萬架?！缎滦蛿?shù)據(jù)中心發(fā)展三年行動(dòng)計(jì)劃（2021-2023年）》指出，預(yù)計(jì)到2023年，中國數(shù)據(jù)中心在用數(shù)量將超過800萬架。

不過，產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展，在給業(yè)界帶來機(jī)遇的同時(shí)也提出了新挑戰(zhàn)。比如能耗與環(huán)保、布局不均衡、運(yùn)維人才短缺等。

在數(shù)據(jù)中心建設(shè)的眾多痛點(diǎn)中，節(jié)能減排名列前茅。隨著“雙碳”目標(biāo)日益臨近，數(shù)據(jù)中心的CO2排放不斷上升，節(jié)能減排成為當(dāng)務(wù)之急。在此背景下，零碳數(shù)據(jù)中心受到了越來越多的關(guān)注，而在此基礎(chǔ)上，如何實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)成為一個(gè)關(guān)鍵問題。

多項(xiàng)政策推動(dòng)數(shù)據(jù)中心探索液冷解決方案

如今，隨著“雙碳”目標(biāo)越來越迫切，以及來自數(shù)字經(jīng)濟(jì)的驅(qū)動(dòng)、新基建和東數(shù)西算等政策的加持，數(shù)據(jù)中心和IT基礎(chǔ)設(shè)施的未來發(fā)展既面臨著前所未有的機(jī)遇，但如何實(shí)現(xiàn)低碳綠色的可持續(xù)發(fā)展，已成為“雙碳”目標(biāo)下數(shù)據(jù)中心行業(yè)必須面對(duì)的問題。

工信部《新型數(shù)據(jù)中心發(fā)展三年行動(dòng)計(jì)劃（2021-2023年）》提到，到2023年底，新建大型及以上數(shù)據(jù)中心PUE降低到1.3以下。我國綠色數(shù)據(jù)中心發(fā)展政策也指出，將計(jì)劃降低數(shù)據(jù)中心能耗總體水平。因此改進(jìn)數(shù)據(jù)中心制冷等基礎(chǔ)設(shè)施技術(shù)，提高制冷效率，減少制冷系統(tǒng)的能耗水平，成為未來發(fā)展方向。

隨著液冷技術(shù)的成熟，浸沒式液冷、冷板式液冷、噴淋式液冷等液冷技術(shù)越來越多在數(shù)據(jù)中心中應(yīng)用。除液冷之外，隨著技術(shù)的發(fā)展，近年來數(shù)據(jù)中心供冷的方式已經(jīng)從單一的傳統(tǒng)空調(diào)機(jī)組變得更多樣化，間接蒸發(fā)冷卻、磁懸浮冷機(jī)組等新一代制冷方式層出不窮，一種新型制冷系統(tǒng)，甚至多種制冷方式組合的形式，在數(shù)據(jù)中心中屢見不鮮。

由此可見，數(shù)據(jù)中心制冷系統(tǒng)降耗增效，是現(xiàn)階段數(shù)據(jù)中心節(jié)能減排的“主戰(zhàn)場(chǎng)”。

以單機(jī)房為例，200臺(tái)服務(wù)器總功率為192KW，而液冷方案比傳統(tǒng)風(fēng)冷方案省電30%，雖然新投入液冷的建設(shè)成本有所提升，且整體節(jié)約的運(yùn)行成本隨著使用年限的增長逐步增加，但從整體來看3年和5年的項(xiàng)目成本液冷較風(fēng)冷分別減少7%、12%。

而且，在大模型訓(xùn)練+推理的共同驅(qū)動(dòng)下，因風(fēng)冷難以適配最新的計(jì)算卡，也推動(dòng)了液冷市場(chǎng)總量與邊際增速快速提升，這意味著對(duì)于更大規(guī)模的機(jī)房和數(shù)據(jù)中心來說，規(guī)模效應(yīng)可以進(jìn)一步體現(xiàn)，從經(jīng)濟(jì)性角度來看，液冷明顯比風(fēng)冷更節(jié)能、更劃算。

從技術(shù)角度來看，液冷采用液體來完成導(dǎo)熱和散熱，但在方向上也分為接觸式和非接觸式兩種。

接觸式液冷是指將冷卻液體與發(fā)熱器件直接接觸的一種液冷實(shí)現(xiàn)方式，包括浸沒式和噴淋式液冷等具體方案。

非接觸式液冷則是指冷卻液體與發(fā)熱器件不直接接觸的一種液冷實(shí)現(xiàn)方式，包括冷板式等具體方案。

其中，冷板式液冷發(fā)熱器件不需接觸冷卻液，發(fā)展時(shí)間最早，技術(shù)成熟度較高，冷板式液冷采用微通道強(qiáng)化換熱技術(shù)具有極高的散熱性能，在軍用雷達(dá)、高密度數(shù)據(jù)中心、高性能電腦等領(lǐng)域均有應(yīng)用，是解決大功耗設(shè)備部署、提升能效、降低制冷運(yùn)行費(fèi)用、降低TCO 的有效應(yīng)用方案。

浸沒式和噴淋式液冷則實(shí)現(xiàn)了100% 液體冷卻，具有更優(yōu)的節(jié)能效果；浸沒式液冷散熱節(jié)能優(yōu)勢(shì)明顯，在超算、高性能計(jì)算領(lǐng)域取得了廣泛應(yīng)用。

而根據(jù)不同行業(yè)的需求，國內(nèi)外各個(gè)廠商面向不同技術(shù)方向整合解決方案，賦能液冷行業(yè)發(fā)展。

華為、阿里均布局液冷數(shù)據(jù)中心

一直以來，液冷技術(shù)作為高新技術(shù)，覆蓋多學(xué)科、多領(lǐng)域，技術(shù)壁壘高，目前國內(nèi)外數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施廠商液冷技術(shù)普及率尚較低，掌握該技術(shù)的企業(yè)較少，但是市場(chǎng)上對(duì)于液冷的需求卻在不斷增加。

當(dāng)前，互聯(lián)網(wǎng)、金融、電信等領(lǐng)域?qū)?shù)據(jù)中心液冷的需求量將會(huì)持續(xù)加大。預(yù)計(jì)到2025年，互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)液冷數(shù)據(jù)中心占比將達(dá)到24.0%，金融行業(yè)將達(dá)到25.0%，電信行業(yè)將達(dá)到23.0%。

在此背景下，國內(nèi)部分企業(yè)經(jīng)過多年的技術(shù)積累和沉淀，在數(shù)據(jù)中心液冷領(lǐng)域已經(jīng)展現(xiàn)出較為明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。目前，阿里云、華為、浪潮等企業(yè)紛紛推出自家液冷方案，助力行業(yè)發(fā)展。

此前，阿里云向業(yè)界發(fā)布行業(yè)首款單相浸沒液冷解決方案“磐久Immersion DC 1000”，將綠色液冷技術(shù)與極致算力平臺(tái)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施散熱能力和服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備高效融合并整體交付，整體能耗可下降34.6%，助力低碳綠色數(shù)據(jù)中心構(gòu)建。

華為則發(fā)布FusionServer Pro全液冷系統(tǒng)解決方案，該智能服務(wù)器使用冷板式液冷，是面向IT設(shè)備高密部署，減少TCO投入，綠色節(jié)能，并有效提升運(yùn)算效率的制冷解決方案，可以廣泛應(yīng)用于大學(xué)、公有云、企業(yè)等的計(jì)算業(yè)務(wù)。該方案采用密閉式全液冷機(jī)柜設(shè)計(jì)，全部的熱量均由液冷帶走，機(jī)房無須部署IT設(shè)備制冷空調(diào)。

浪潮信息更是“All In 液冷”，其發(fā)布全棧液冷產(chǎn)品，通用服務(wù)器、高密度服務(wù)器、整機(jī)柜服務(wù)器、AI服務(wù)器等四大系列均支持冷板式液冷，同時(shí)浪潮信息亞洲最大液冷數(shù)據(jù)中心研發(fā)生產(chǎn)基地--天池正式投產(chǎn)，年產(chǎn)能達(dá)到10萬臺(tái)。

未來，隨著AI、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的快速發(fā)展，作為信息基礎(chǔ)設(shè)施的數(shù)據(jù)中心及通信設(shè)備承擔(dān)的計(jì)算量越來越大，對(duì)計(jì)算效率的要求也越來越高，從而對(duì)散熱效率提出了更高的要求。而在政策、技術(shù)等因素的共同推動(dòng)下，具備多項(xiàng)優(yōu)勢(shì)的液冷技術(shù)正在快速替代風(fēng)冷技術(shù)，即將成為未來主流。

寫在最后

當(dāng)下，在數(shù)據(jù)中心建設(shè)和運(yùn)營的全生命周期，探索相關(guān)技術(shù)的開發(fā)以及改造，將會(huì)是企業(yè)履行社會(huì)責(zé)任的必修課，也是凸顯其核心競爭力的重要契機(jī)。

而隨著數(shù)字經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，數(shù)據(jù)中心提倡和推進(jìn)綠色、低碳建設(shè)和應(yīng)用，對(duì)于當(dāng)前社會(huì)來說意義重大。未來，我國將繼續(xù)加速推進(jìn)綠色數(shù)據(jù)中心建設(shè)，讓“低碳”算力助力數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

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