“东数西算”背后的千亿产业链浮出水面,可降低30%能耗的液冷技术拔得头筹

微观人 2022-03-25

数据中心浪潮信息

2071 字丨阅读本文需 6 分钟

近日,浪潮信息与京东云联合发布天枢(ORS3000S)液冷整机柜服务器。据浪潮信息服务器产品线副总经理陈彦灵介绍,天枢(ORS3000S)液冷整机柜服务器只是浪潮信息布局液冷的一部分,如今浪潮信息已全栈布局液冷,冷板式液冷、热管式液冷、浸没式液冷等各类型的产品都实现了大批量的部署。

浪潮信息全栈布局液冷

浪潮信息一直在积极推进数据中心液冷技术的研发与提升,在直接冷却与间接冷却等领域持续创新,持续优化改进传统散热技术的能耗大、效率低等问题,实现制冷系统30%-50%的综合能效提升,有效达到节能降碳的目标。

目前,浪潮信息已全栈布局液冷,冷板式液冷、热管式液冷、浸没式液冷等各类型的产品都实现了大批量的部署。面向数据中心整体制冷需求,浪潮信息在液冷智算中心方面也提供了完整的解决方案,包括一次侧、二次侧的液冷循环、CDU等,实现了全线服务器液冷支持和数据中心范围全路径液冷循环。浪潮信息研发探索了多类新型高效液冷技术在智算系统设计中的应用,实现了相变均温、微通道冷却、浸没式冷却等新型热传导技术在智算产品线的全面覆盖。例如,针对CPU、GPU等高功耗部件,我们采用微纳腔-相变-均温设计,相比传统风冷技术,散热性能提升150%。

如今,浪潮信息已拥有100多项液冷技术领域核心专利,并已参与制定数据中心冷板式液冷、浸没式液冷相关设计的技术标准和测试规范,对液冷产业的快速发展及液冷技术的大规模普及建设具有重要的指导意义。

此外,为更好的推进液冷产业化,浪潮信息建成了目前亚洲最大的液冷数据中心研发生产基地——“天池”,构筑了从研发、测试、生产、交付的全链条液冷智造能力,年产量10万台,实现了业界首次冷板式液冷整机柜的大批量交付,帮助用户数据中心PUE降低至1.1以下,整体交付周期在5-7天之内,“天池”在IPF2022浪潮信息生态伙伴大会上也是首次对外亮相。

数据中心散热革命

液冷技术可降低能耗30%

数据中心是继电机之后,又一类典型的高耗电产业。

国家能源局数据显示,2020年我国数据中心耗电量突破2000亿千瓦时,创历史新高,能耗占全国总用电量2.7%。由于互联网的快速发展,数据中心耗电量正快速增长。IDC预计,到2024年数据中心耗电量将占到全社会耗电量的5%以上。为实现碳达峰碳中和目标,降低数据中心碳排放势在必行。

在非IT设备耗能中,冷却系统是数据中心耗能大户。据赛迪统计,以“风冷”技术为代表的传统数据中心,其耗能中约有43%用于IT设备的散热。降低冷却系统能耗显得尤为关键。使用液冷技术就成了数据中心节能的一大利器,本次《方案》也明确提出鼓励液冷等方式建设数据中心,降低能耗。

数据中心液冷方式相比传统风冷耗电大幅降低。与传统风冷技术相比,液冷系统耗电量方面约比风冷系统节省电量30%-50%,应用液冷技术的数据中心机房整体能效将得到30%提升。

未来单科芯片发热量将达到300W,风冷已经无法解决芯片热流密度过高的问题,液冷将成为建设绿色数据中心的必然选择。

巨头先后布局液冷数据中心

降低数据中心能耗持续获得政策关注。工信部等三部门印发的《关于加强绿色数据中心建设的指导意见》提出,到2022年全国新建大型、超大型数据中心PUE需达到1.4以下。

各大一线城市对数据中心的节能指标做出严格的要求。北京明确规定禁止新建和扩建PUE>1.4的数据中心,上海要求新建数据中心PUE要限制在1.3以下。深圳更为严格,只有PUE低于1.25的数据中心才可以享受新增能源消费量40%以上的支持。

各大互联网巨头均在积极布局液冷数据中心。去年9月,阿里巴巴仁和数据中心采用了服务器全浸没液冷,是目前全球规模最大的全浸没式液冷数据中心。谷歌2018年宣布将在其数据中心采用液冷技术并表示今后其数据中心的降温方式将向液冷方向转变。华为2017年推出FusionServer板级液冷方案,2018年华为云松山湖数据中心采用高性能液冷集群。

液冷将成未来数据中心行业制冷的主要方式

2021年底,国家发改委、中央网信办、工信部、国家能源局联合研究制定了《贯彻落实碳达峰碳中和目标要求推动数据中心和5G等新型基础设施绿色高质量发展实施方案》,其中明确到2025年,数据中心运行电能利用效率和可再生能源利用率明显提升,全国新建大型、超大型数据中心平均电能利用效率降到1.3以下,国家枢纽节点进一步降到1.25以下,绿色低碳等级达到4A级以上。

作为耗电大户的数据中心对节能减排尤为迫切。据统计,目前机房耗电呈现快速上涨的趋势,电费在数据中心生命周期投资占比57%,中国数据中心制冷系统用电量已与IT设备相当,占总用电量高达40%。因此,优化制冷系统是数据中心提高能源效率的重要环节。

日前,发改委、工信部等四部门近日联合印发文件,同意在京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝、内蒙古、贵州、甘肃、宁夏8地启动建设国家算力枢纽节点,并规划了10个国家数据中心集群,“东数西算”工程正式启动。

而随着算力的发展,CPU功耗也在不断提升,这带来服务器功耗逐步上升。同时,云计算、边缘计算、人工智能等技术应用对数据中心功率密度的需求逐步升高。

面对高功耗芯片、高密度机柜的需求,风冷散热容易出现局部热点,影响性能。这时,液冷成为新型数据中心的重要选择。据了解,液冷支持高功耗芯片,适合250W以上中高功耗芯片冷却,芯片温度降低达20℃;满足PUE限制,可实现数据中心PUE低至1.1,对比风冷节能高达70%;液冷单机柜密度超100kW,对比风冷,提升10倍以上。

总之,液冷技术是数据中心行业制冷的发展趋势,随着相关标准发布并正式实施,产业化进程有望顺利推进,预计2025年中国液冷数据中心市场规模将破1200亿。

文章来源: 数据宝,飞象网

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