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当前,随着数据中心的高速发展,能耗快速增长成为数据中心产业发展中不可忽略的问题。“东数西算”工程的全面启动,“双碳”目标的提出成为数据中心节能降耗的强劲驱动力。

共话数据中心发展趋势,探讨数据中心技术最优路径,4月26日,“2022数据中心液冷技术研讨会”召开。

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 “无论从政策角度、市场需求还是技术成熟度来讲,均标志着数据中心进入‘液冷时代’。”中国电子节能技术协会秘书长吕天文表示,液冷技术的兴起为数据中心节能降耗带来了无限可能。液冷技术不仅能够满足数据中心高密度、低能耗的发展需求,还将驱动数据中心内的各种配置和部件进行优化和创新,带来一场持续性的优化改革。

液冷时代,未来已来

随着数据中心能耗日益增大,政策对数据中心发展提出新要求,推动数据中心向绿色化方向发展。发改委要求新建的大型数据中心、超大数据中心电能利用效率不能超过1.3。各地方也相应提出不同指标,北京市禁止新建和扩建互联网数据服务、信息处理和储存支持服务中的数据中心,PUE值在1.4 以下的云计算数据中心除外;中心城区全面禁止新建和扩建数据中心。深圳鼓励PUE值低于1.25的数据中心。日前,“东数西算”工程正式启动,支持采用液冷、微模块、高密度节点、余热利用等绿色节能技术和模式建设数据中心。

从市场需求方面来看,传统的风冷已无法满足数据中心散热的及时性要求。数据中心的计算能力由芯片决定,但是随着整个服务器的主流芯片的功耗不断增长,单机柜功率密度将会从4KW、6KW增长到15KW到20KW,“传统的风冷方式已经受到了很大的限制,液冷作为新一代数据中心的制冷方式呼之欲出。”曙光数创副总裁姚勇强调。

液冷技术是指使用液体取代空气作为冷媒,与发热部件进行热交换,带走热量的技术,最早在80年代已经有初步尝试,90年代出现一些通信设备的液冷的基站。随着21世纪初云计算时代的到来,数据中心需要更高功率、大规模部署,液冷概念正式提出,液冷技术逐步成熟。

如今,许多头部IT企业加强了数据中心液冷市场的产品开发力度。据市场权威分析机构预计,到2026年,液冷数据中心市场的初始估值从2018年的14.3亿美元增至1205亿美元,年化复合增长率达30.45%。

可以说,在新基建时代,数据中心已全面进入“液冷时代”。

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曙光赋能,液冷先锋

吕天文介绍,就液冷技术分类而言,根据液体冷媒和发热源的接触方式可分为——冷板式(间接接触)、喷淋式(直接接触)、浸没式(直接接触)。通过比较,浸没式液冷能够更好地满足节能降耗需求,成为数据中心制冷首选。

相关企业已对此进行了长期的实践与研究,形成了完整的贴合数据中心需求的液冷方案,并结合不同的制冷原理研发出了节能减碳效果更好的方案。以曙光为例,作为液冷技术的引领者,曙光早在2011年便开始相关技术研究,随后推出国内首款标准化量产的冷板液冷服务器,率先实现冷板液冷服务器大规模商业化应用,又于2013率先推出世界领先的浸没相变液冷技术,该项技术以液体作为冷媒,将设备内部的CPU、内存、电源系统等发热部件产生的热量通过相变换热的方式转移出IT设备,再与水做热交换,最终将热量排出。浸没相变液冷极大提高了系统的换热效率,PUE最低可降至1.04,相比传统风冷数据中心能效比提升超30%。

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曙光自研浸没相变液冷系统,PUE最低可降至1.04

为实现计算设备节能降耗,曙光依托“浸没相变液冷”技术,以全系统标准化的浸没相变液冷基础设施解决方案,助力数据中心实现高效散热、稳定可靠、绿色节能和高密度部署。该解决方案可使CPU等主要芯片运行温度下降10摄氏度左右,额外带来10-30%的应用性能提升,同时,浸没相变系统通过减小部件和元器件所负载的温度变化幅度,极大提升了数据中心运行的稳定可靠性,实现全年自然冷却,风扇风机能耗降低接近100%,总能耗降低约30%,高密度部署为机房节省85%左右的空间。在运维方面,可部署全面运维管理体系,例如以数据中心本地团队和远程专家共同运维团队等方式,保障数据中心7x24小时的健康运行。同时,还可配置智能液冷运维设备或系统,用以检查数据中心的功耗,冷却,系统状态,方便管理的同时,也确保了数据中心的可靠性。

据了解,曙光已将这项技术应用于全国二十多个城市,覆盖科研、金融、教育、医疗、人工智能等多个行业。其中,“东数西算”成渝枢纽节点内的西部(重庆)科学城先进数据中心便是曙光“液冷数据中心”的具体实践,在相关政策指导下,项目有望建设成国内最大液冷数据中心。西部(重庆)科学城先进数据中心运营中心主任谢华表示,在节能方面,该数据中心采用了浸没液冷技术、余热回收、绿色建筑、清洁能源(光伏)等多种相关技术,真正做到了从能源的使用、机架的合理选用、到散热的合理规划、机房设计、布局和使用等多方面的合理布局,全面提高机房散热效率,降低机房的整体能耗,最终达到节能减排的目标。

  “产业绿色化、集约化发展已成为必然趋势,浸没液冷技术基于多项技术优势与发展潜力,将迎来快速发展的机遇期。”吕天文表示。液冷时代已来,冷板、浸没等液冷技术将成为“双碳”背景下新型数据中心的标配,而浸没式液冷技术更将在未来高密度数据中心中成为主流必选。相信在曙光等行业领军企业的推动下,数据中心节能技术研发与应用将不断革新,为我国信息产业的绿色发展拓展更广阔的空间。



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