高溫酷暑沖擊IDC建設(shè),液冷將大有可為

近年來,隨著外部環(huán)境的變遷讓市場對液冷的需求日盛。除了控制碳排放的硬性要求之外,隨著全球平均氣溫紀錄被不斷刷新、高溫成為常態(tài),數(shù)據(jù)中心也需要處理高溫對其正常運轉(zhuǎn)的妨礙。

據(jù)《中國通信院》公布的數(shù)據(jù)顯示,去年我國數(shù)據(jù)中心規(guī)模穩(wěn)步增長,按照標準機架2.5kW來統(tǒng)計,2022年我國數(shù)據(jù)中心機架規(guī)模達到670萬架,近五年的年復合增長率超過30%。其中大型以上數(shù)據(jù)中心增長更為迅速,2022年底規(guī)模達540萬架,占比達81%。這一系列大規(guī)模應(yīng)用的快速增長,國內(nèi)部分液冷方案供應(yīng)商今年上半年銷售額較去年全年增長了100%,預計全年銷售額較去年增長將超過300%,也讓業(yè)內(nèi)普遍認為液冷將在未來幾年內(nèi)迅速成為數(shù)據(jù)中心行業(yè)的關(guān)鍵主導。
2022年7月,受到全球熱浪的影響,亞馬遜公司在倫敦的一座數(shù)據(jù)中心由于高溫而導致宕機,一周后,谷歌和Oracle在英國托管的云服務(wù)和服務(wù)器也由于冷卻問題而停機。同年9月,位于加州的推特數(shù)據(jù)中心也因45攝氏度高溫停擺。
2023年夏季,當創(chuàng)紀錄的高溫再次席卷全球,行業(yè)也在不斷推出更有效的降溫方式以應(yīng)對新的挑戰(zhàn),液冷數(shù)據(jù)中心逐漸成為標配。由于數(shù)據(jù)中心的溫度需要控制在22攝氏度左右。最高性能的處理器通常會帶來高頻和多核特性,較低的溫度能夠使具備動態(tài)頻率調(diào)節(jié)能力的CPU、GPU等運算設(shè)備能夠以較高頻率穩(wěn)定運行,設(shè)備的運行壽命也會得到提升。

因此,解決最高性能處理器的散熱問題,就意味著服務(wù)器生產(chǎn)力的提升。針對性的對于數(shù)據(jù)中心則需要大量制冷設(shè)備和電力對機房進行制冷。
高溫天氣的常態(tài)化、碳排放要求、能源價格的上漲也讓行業(yè)不斷尋找新的突破口。種種條件限制下,液冷成為了近年來新建設(shè)數(shù)據(jù)中心的關(guān)鍵解決方案。
液冷數(shù)據(jù)中心的原理與空調(diào)非常類似,都是利用比熱容較大的液體將設(shè)備運轉(zhuǎn)產(chǎn)生的熱量轉(zhuǎn)移到室外,根據(jù)設(shè)備與液體不同的接觸方式可以分為冷板式、噴淋式、浸沒式等,使用的液體也包含礦物油、氟化液等種類。

液冷數(shù)據(jù)中心的主要優(yōu)勢在于節(jié)能。相比以空氣介質(zhì),冷卻液的導熱系數(shù)是空氣的6倍,熱容是空氣的1000倍,因此,液冷可以讓冷卻液的傳熱次數(shù)更少,容量衰減更小,冷卻效率更高。
液體冷卻的傳熱比空氣冷卻的傳熱系數(shù)高數(shù)百倍,所需的實施空間也更小。數(shù)據(jù)中心50%-80%的散熱都可以通過液體轉(zhuǎn)移到外部冷卻塔,減少冷卻塔的使用,最終降低PUE。
市場分析機構(gòu)預計,到2026年,液冷數(shù)據(jù)中心市場的初始估值從2018年的14.3億美元增至1205億美元,年化復合增長率達30.45%。

對于數(shù)據(jù)中心需求更高的通信行業(yè)也將液冷的普及化提上了日程。在技術(shù)上,不少廠商都在數(shù)年前開始提前布局液冷技術(shù),中科曙光、華為、阿里、聯(lián)想、浪潮等國內(nèi)企業(yè)對液冷技術(shù)均有儲備,近年來更是不斷加大在液冷技術(shù)研發(fā)方面的投入。
2023年6月,移動、聯(lián)通、電信三大運營商聯(lián)合發(fā)布《電信運營商液冷技術(shù)白皮書》,宣布將從今年起開展技術(shù)驗證,驗證液冷技術(shù)性能,降低PUE,儲備規(guī)劃、建設(shè)與維護等技術(shù)能力,最終在2025年開展規(guī)模應(yīng)用。
作為技術(shù)迭代最關(guān)鍵的基礎(chǔ)設(shè)施之一,液冷數(shù)據(jù)中心的發(fā)展不僅會縱向滲透到不同行業(yè),也會橫向與人工智能、邊緣計算和5G其他技術(shù)相結(jié)合,支持其他技術(shù)落地的同時,也在實際應(yīng)用中完善自身體系。
大規(guī)模帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展,也要求產(chǎn)業(yè)鏈上下完成技術(shù)迭代,進入新工業(yè)范式。液冷的爆發(fā)可作為一個提示:機遇涌現(xiàn)之際,市場需要更多想象力。
