計算機產業從來都繞不過一個話題，如何解決計算機運行過程中的“副產物”——大量的熱。算力越強，產生的熱也就越多，當前全球所有的高端計算都采用液冷冷卻，但對于大多數的數據中心而言，液冷仍然是一個新鮮事物，此前廠商對于液冷技術更多是探索性質，少見數據中心級別的大規模部署。

無數從業者投身于此，有的人選擇把計算機部件耐熱度提高，有的人選擇用電扇、空調等帶走熱量，而隨著時代的發展，技術的成熟，液冷正逐漸成為一個優選項。

在4月26日舉辦“2022數據中心液冷技術研討會”上，中國電子節能技術協會秘書長呂天文表示， “無論從政策角度、市場需求還是技術成熟度來講，均標志著數據中心進入‘液冷時代’。”

數據中心產業正在發生哪些內外變化，又將如何迎頭趕上這場新一輪液冷變革？

液冷時代已來

早在上世紀80年代，液冷技術已經誕生并有一些應用，經過漫長的發展變得更加成熟可靠，同時期風冷技術也在不斷發展，并且憑借成本和便捷性等優勢，成為數據中心的主要散熱方式，而當時代背景有所變化，液冷重新站到舞臺中央。

從政策角度，國家發改委等多部門制定相關政策并提出，全國新建大型、超大型數據中心平均電能利用效率降到1.3以下，國家樞紐節點進一步降到1.25以下，同時，“東數西算”進一步推動了數據中心綠色化趨勢。放眼全球也是如此，碳中和和碳達峰戰略在全球主要國家落地，數據中心作為能源消耗和碳排放大戶，采用更綠色先進的液冷技術有戰略意義。

從市場需求角度，主流芯片功耗不斷增長，單機柜功率從90年代的1KW，升至如今的10KW，視頻、大數據和人工智能等新業務層出不窮，對算力的需求進一步加大，容納數萬臺甚至數十萬臺服務器的大型數據中心也在增加，對現有冷卻方式提出了嚴峻挑戰。

”服務器功率密度越來越大，能耗也越來越高。從90年代1KW，到2000年左右的2KW，一路驟增到10KW，現在還有一些30KW甚至70KW的單機柜，能耗呈幾何級數的增長。根據SATresearch統計，2020年數據中心能耗已經超過了1660億千瓦時”，呂天文說道，這對數據中心冷卻技術更新換代產生了極大的推動力。

從技術成熟度來看，我國數字基礎設施排在全球前列，與之相應地，液冷技術的發展也處于第一梯隊，大規模互聯網應用的普及，為底層基礎設施和技術塑造了良好的先決條件。

曙光數創副總裁 姚勇

曙光數創副總裁姚勇指出，“從每平米減熱的能力、易維護性、節能效果和產業鏈成熟度，風冷已經慢慢不能適用于現在的要求，新興的冷板式液冷、浸沒液冷逐漸踏上舞臺，產業鏈也在向液冷方向發展。”

曙光液冷之路

曙光涉足到液冷技術領域較早，引領著液冷技術的發展，目前曙光是國內液冷領域技術最先進、部署最多、應用最久、產品最成熟、經驗最豐富的廠商。

據了解，曙光液冷技術發展有三個關鍵時間點，2011年，曙光開始投入液冷研發；2015年，曙光第一批商用冷板式液冷設備上線，目前已經有客戶做液冷服務器的第二代更迭；2018年，第一套商用化浸沒液冷設備開始部署，此后曙光也廣泛推動了更多行業領域開始應用液冷技術。

如前所述，液冷技術主要分為間接冷卻和直接冷卻，前者俗稱冷板式液冷，將水冷板貼服在CPU表面，通過金屬傳導將CPU熱量傳導到冷板中的冷媒，經過液體的循環帶走熱量；后者是將CPU以及內存等發熱部件直接泡在冷媒當中，通過冷媒直接接觸熱源，發生相變將這個熱量帶走。

據了解，根據曙光數據，傳統風冷的PUE值多在1.5以上，其浸沒相變液冷技術，可將PUE最低降至1.04，這已是目前全國最低。

液冷技術牽一發而動全身，對數據中心的設計、選址、建設、交付和運維都有所影響，例如液冷數據中心設計無需考慮制冷冷機和末端空調，選址上可以就近業務所在地，液冷數據中心的政策友好度高，運維也較為方便，不過交付方面對管道、線材等有一些額外要求。

曙光站在數據中心全局視角，審視液冷技術帶來的影響，并且有針對性地做出了應對。

姚勇表示，曙光傾向于提供全生命周期的數據中心解決方案，從最早數據中心的規劃設計，到系統設計、工程建設、運維服務到能耗管理，包括數據中心內部涉及IT的硬件、IT的軟件，到基礎設施的電氣、暖通、弱電、消防等等專業，曙光都有所涵蓋。

據統計，若全國50%新建數據中心采用相變液冷技術，每年可省450億度電，減排3000萬噸二氧化碳。液冷技術的興起為數據中心節能降耗帶來了無限可能，液冷技術不僅能夠滿足數據中心高密度、低能耗的發展需求，還將驅動數據中心內的各種配置和部件進行優化和創新，帶來一場持續性的優化改革。

“液冷”技術將成大算力時代標配

數字經濟建立在計算力基礎之上，算力就是數字經濟時代的生產力，數據中心就是新生產力的發動機。相關研究報告指出，計算力指數平均每提高1個百分點，數字經濟和GDP將分別增長3.3‰和1.8‰。

而從另一維度觀測，2020年我國數據中心耗電量已逾2000億千瓦時，約占全社會用電量2％，電能利用率（PUE）高達1.49；二氧化碳排放量約1.35億噸，碳排放強度（CUE）為0.82，約占全國二氧化碳排放量的1.14%，并且各行各業對數據中心的需求保持高增長態勢。

大算力時代，液冷技術成為關鍵之匙、破局之法。以“東數西算”成渝樞紐節點內的曙光承建的西部（重慶）科學城先進數據中心為例，該數據中心采用了浸沒液冷技術、余熱回收、綠色建筑、清潔能源（光伏）等多種相關技術，真正做到了從能源的使用、機架的合理選用、到散熱的合理規劃、機房設計、布局和使用等多方面的合理布局，全面提高機房散熱效率，降低機房的整體能耗，最終達到節能減排的目標。

西部（重慶）科學城先進數據中心運營中心主任謝華表示，采用了節能技術之后，項目年均PUE可達到1.144，年節省用電約為14624.8 MWh，年節省標準煤4870 噸，年減少二氧化碳排放13149噸。

另外，由于采用了浸沒液冷服務器，在同等規模的情況下，機柜數量、機房面積、支持區面積均大幅度減少。據了解，曙光已將這項技術應用于全國二十多個城市的數據中心，覆蓋科研、金融、教育、醫療、人工智能等多個行業。

一個呼之欲出的大算力時代，呼喚液冷技術的全面普及，數據中心產業綠色化、集約化發展已成為必然趨勢，曙光浸沒液冷技術基于多項技術優勢與發展潛力，將迎來快速發展的機遇期，推進中國數字經濟的長久繁榮。

來源：DTValue

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