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2025年,数据中心液冷技术:从规模化迈向普适化新时代

   时间:2025-01-13 12:49:13 来源:钛媒体APP作者:ITBEAR编辑:快讯团队 发表评论无障碍通道

数据中心行业步入2025年,迎来了一个历史性的转折点。这一年的重要性不仅体现在多份政策文件的聚焦上,如《关于加快构建全国一体化大数据中心协同创新体系的指导意见》与《信息通信行业绿色低碳发展行动计划(2022-2025年)》的明确规定,还体现在行业内技术变革的加速推进。

移动、联通、电信三大运营商联合发布的《电信运营商液冷技术白皮书》中,明确提出了2025年液冷技术的规模化应用目标,即50%以上的项目将采用液冷技术,旨在推动数据中心行业的标准统一、生态完善、成本最优和规模应用。《上海市智能算力基础设施高质量发展 “算力浦江”智算行动实施方案(2024—2025年)》也强调了到2025年,上海市新建智算中心的PUE值需达到1.25以下,存量改造智算中心的PUE值需达到1.4以下,且智算中心内绿色能源使用占比超过20%,液冷机柜数量占比超过50%。

市场方面,中信证券的研究报告指出,数据中心算力提升和能耗降低的双重需求,将加速液冷技术替代风冷技术,成为数据中心冷却技术的新方向。液冷技术的四大优势——低碳、降本、高密、可靠,正使其成为数据中心供冷系统的热门选择。

近年来,特别是ChatGPT的问世,带动了算力需求的激增,机柜功率逐年攀升。以英伟达发布的Blackwell GB200 GPU异构计算为例,其单机柜功耗高达120kW,远超传统CPU通用计算单机柜的功耗。这一趋势对数据中心供冷系统提出了严峻挑战,而液冷技术的应用,则能在确保服务器稳定运行的同时,有效降低供冷电力消耗。

与传统供冷模式相比,液冷技术在数据中心中的应用具有四大显著优势。首先,液冷技术能显著降低供冷电力消耗,缩减运营费用,减少碳排放。据绿色云图运营总监徐明微介绍,应用液冷技术相比风冷可节能30%,减少30%的碳排放。其次,液冷技术是实现高密度部署的最佳路径,能够大幅提升机柜部署密度,降低数据中心内部网络传输成本。第三,液冷技术能达到“静音”机房的效果,大幅降低机房噪音。最后,液冷技术能有效降低服务器的故障率,保证设备在高温环境下稳定运行。

在成本方面,随着技术成熟度和产业链成熟度的提高,液冷技术的单千瓦成本已经与传统风冷成本相近,甚至在某些场景下更低。目前,常见的风冷解决方案单千瓦成本在1.8万至2万之间,而应用液冷的解决方案成本基本可控制在2万以内。

液冷技术在数据中心中的应用主要有两大技术路径:浸没式和冷板式。冷板式液冷因对数据中心与服务器架构的改造程度小、产业链成熟度高、部件更换运维便捷、初期投资较低等优势,市场占有率更高。据IDC数据显示,2023年上半年,中国液冷服务器市场中,冷板式占比达90%。然而,随着芯片功率的不断提升,冷板式液冷的散热能力逐渐接近极限,浸没式液冷的优势愈发凸显。

尽管液冷技术具有显著优势,但在实际应用部署上,兼顾成本与性能的最佳路径将是风液混合模式。对于功耗较大的服务器,采用液冷技术以提升机柜密度、降低碳排放;而对于功耗较小的存储设备、网络设备,则可采用传统风冷技术。风液混合模式已成为2025年数据中心应用的一种适宜供冷方式。

在冷却液方面,浸没式液冷主要有相变式和单相式两种流派。相变式液冷多采用氟化液作为冷却液,但氟化液的应用存在争议。氟化液具有一定的挥发性,对人体健康和环境产生危害。因此,很多液冷厂商对氟化液的应用前景并不看好,取而代之的则是合成油、合成脂类冷却液。英特尔发布的G-Flow浸没式液冷机柜就采用了埃克森美孚的无PFAS浸没式冷却液,既环保又降低成本。

浸没式液冷在2025年的主要优化方向将是新型冷却液的研发,研发出成本更低、更环保、导热性、流动性更好的冷却液,将进一步推动浸没式液冷的规模化应用。冷板式液冷的优化方向则是安全性的提升,如何确保不漏液并做好漏液后的防护措施是首要挑战。

液冷技术在不断演进的同时,生态和产业链的建设也将成为液冷能否在数据中心得以大规模应用的关键。产学研用的共同努力是推动液冷技术发展的重要路径。由山东省海洋科学研究院牵头,联合巴斯夫(中国)有限公司、绿色云图等多家产业上下游企业,共同组建了“生物可降解润滑剂联合实验室”,旨在研发新型的合成油、合成脂类冷却液。

浪潮信息等硬件厂商也在积极推动产业生态的建立和标准的制定。浪潮信息拥有500多项液冷技术领域核心专利,已参与制定与发布10余项相关设计技术标准,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。绿色云图也积极参与各项液冷相关的团标、行标、国标的制定,旨在规范行业发展,推动液冷在数据中心的应用更普适。

随着各方共同努力,液冷技术在数据中心中的应用将逐渐走向普适化发展,更多的企业和数据中心能够以更具性价比的价格,用上更好用的液冷解决方案。

 
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