當前,云計算、人工智能、大數據等新一代信息技術快速發展,傳統產業與新興技術加速融合,數字經濟蓬勃發展。算力基礎設施作為各個行業信息系統運行的算力載體,已成為經濟社會運行不可或缺的關鍵基礎設施,在數字經濟發展中扮演著至關重要的角色。
數據中心節能技術需求快速增長
液冷技術大規模應用需整體布局
就液冷技術分類而言,根據液體冷媒和發熱源的接觸方式可分為——冷板式(間接接觸)、噴淋式(直接接觸)、浸沒式(直接接觸)。其中,浸沒式液冷以其高能效、高密度、高可用和高可靠等特性,成為主流趨勢。
浸沒式液冷通俗理解就是將服務器完全浸沒在制冷液中,可以100%將熱量捕捉并傳導出去,可分為單相浸沒液冷技術和相變浸沒液冷技術。但直接液冷技術往往需要全新的數據中心設計方案,對IT設備進行特殊化定制和設計,成本較高,大規模應用仍有難度。
噴淋式液冷在降溫過程中,存在冷卻介質遇到高溫電子部件出現飄溢問題,會影響機房及設備環境。
冷板式液冷是間接液冷技術的典型方案,主要應用于高密度的數據中心領域,技術發展較早,是目前成熟度最高、應用最廣泛的液冷散熱方案。但冷板液冷在應用階段仍存在兩大問題,一是成本相較風冷仍然較高,二是存在漏液風險。
目前,在各互聯網大廠應用層面均有規模使用液冷服務器,但出貨量層面仍以風冷服務器為主:
阿里從2016年開始嘗試大規模部署液冷技術,圍繞浸沒式液冷深入布局,在處理器定制和服務器硬件兼容性、電氣信號完整性等一系列優化后,于2018年建成首個互聯網液冷數據中心,在2020年投產首個5A級綠色液冷數據中心,不過考慮浸沒式液冷定制化程度高、成本高,大規模應用仍相對滯后。
百度在2021年面向冷板液冷發布《天蝎4.0液冷整機柜開放標準》,積極推動冷板液冷方案。
京東整機柜液冷技術已經在2021年規模投入其“雙11”機房中。利用該技術,可以實現芯片級液體直接冷卻,將室外冷源(水或氟化物)直接注入服務器主板芯片進行冷卻,實現系統去冷機化。
推廣液冷技術應用落地正當時
液冷服務器生態初步形成,大多以間接冷板為主。目前國內液冷服務器廠商主要包括華為、曙光、神威藍光、浪潮等,海外液冷服務器廠商包括戴爾、惠普、思科、SGI、BULL、Cray、超微、Nortech(浪潮合作)、Iceotop等。
浸沒式液冷考慮其對服務器主板等技術革新需求以及下游廠商機房業務部署的差異性,規?;l展仍需要時間。需要關注的節點包括大規模應用帶來的GPU功耗上升或者異構架構下算力快速增長對液冷提出新需求;在需求推動下,互聯網大廠的服務器迭代周期以及新的功耗體系下對液冷方案的規模成本達到可大規模應用的程度。
在“東數西算”和“雙碳”目標下,以綠色節能為中心,數據中心領域出現新需求,推動包括散熱、制冷、節能技術的發展,有機會進一步形成新產業鏈。綠色發展機遇開始顯現,但很顯然,數據中心“綠色化”概念,并非個體的單打獨斗,而是整個生態系統的孵化。