東數(shù)西算 | 超算平臺| 冷板式液冷

深度學習 | 數(shù)據(jù)中心| 高性能計算

在“雙碳”目標和“東數(shù)西算”工程的推動下，液冷、深度學習、高性能計算、多樣化計算等技術前景廣闊。數(shù)據(jù)中心、超算平臺基礎設施可按照不同的冷卻方法進行劃分風冷數(shù)據(jù)中心基礎設施和液冷數(shù)據(jù)中心基礎設施。數(shù)據(jù)中心散熱技術領域不斷創(chuàng)新。目前，液冷技術以其穩(wěn)定性高、散熱效率高等優(yōu)勢逐漸顯現(xiàn)出優(yōu)勢。在“碳達峰”和“碳中和”目標的背景下，液冷技術的市場需求十分廣闊。據(jù)賽迪顧問預計，到2025年中國液冷數(shù)據(jù)中心基礎設施市場規(guī)模有望達到245.3億元。液冷數(shù)據(jù)中心基礎設施又可分為冷板式液冷數(shù)據(jù)中心基礎設施和浸沒式液冷式數(shù)據(jù)中心基礎設施冷卻數(shù)據(jù)中心基礎設施。

東數(shù)西算布局的整體規(guī)劃

東數(shù)西算有跡可循，“東數(shù)西算”工程可以認為是5G新基建工程的衍生。在國家層面，2019年3月的政府工作報告中引入“新基建”概念，明確提出加強新一代信息基礎設施建設。在“新基建”的引領下，2020年“東數(shù)西算”的概念初具雛形。近年來，“東數(shù)西算”詞頻不斷提升，“建設全國算力網(wǎng)絡國家樞紐節(jié)點等核心內容”也密集地出現(xiàn)在國家發(fā)改委、工信部、中央網(wǎng)信辦、能源局印發(fā)的文件中。2021年5月，國家發(fā)改委等四部門聯(lián)合發(fā)布《全國一體化大數(shù)據(jù)中心協(xié)同創(chuàng)新體系算力樞紐實施方案》，標志著“東數(shù)西算”工程正式啟動。

一、建設八大樞紐十大集群

“東數(shù)西算”在京津冀、長三角、粵港澳、成渝、內蒙古、貴州、甘肅、寧夏建設8個算力樞紐。在八個算力樞紐中，東數(shù)西算工程共規(guī)劃10個國家數(shù)據(jù)中心集群，依托八個樞紐十個集群，有利于集中政策和資源，更好地引導數(shù)據(jù)中心集約化、規(guī)模化、綠色化發(fā)展。每個集群是一片物理連續(xù)的行政區(qū)域，具體承載算力樞紐內的大型、超大型數(shù)據(jù)中心建設。

二、八大樞紐推動全國數(shù)據(jù)中心適度集聚、集約發(fā)展

現(xiàn)有八大樞紐節(jié)點分為兩類，一類是以京津冀為代表的東部地區(qū)，用戶量大，應用需求強，原則上不超過2個數(shù)據(jù)中心集群被建造。重點協(xié)調城市內外區(qū)域數(shù)據(jù)中心布局，實現(xiàn)大規(guī)模算力部署和土地、用能、水、電等資源的協(xié)調可持續(xù)，優(yōu)化數(shù)據(jù)中心攻擊結構，拓展算力增長空間，滿足重大區(qū)域發(fā)展戰(zhàn)略的需要；另一種以貴州、內蒙為代表的西部地區(qū)可再生能源資源豐富，綠色數(shù)據(jù)中心發(fā)展?jié)摿薮笾μ嵘召|量和利用效率，充分發(fā)揮資源優(yōu)勢，夯實網(wǎng)絡等基礎保障，積極承接全國范圍需后臺加工、離線分析、儲存?zhèn)浞莘菍崟r算力需求，打造面向全國的非實時性算力保障基地。

三、十大集群旨在保障底層資源，優(yōu)化計算效率

在八個算力樞紐內，東數(shù)西算工程在全國規(guī)劃共計10個數(shù)據(jù)中心集群。每個集群都是一片物理連續(xù)的行政區(qū)域，具體承載算力樞紐內的大型、超大型數(shù)據(jù)中心建設。兩類集群對數(shù)據(jù)中心PUE要求都比較嚴格，同時對機架層面的要求也很高，體現(xiàn)了政策調控供給集約化的綠色發(fā)展導向，避免資源浪費。

四、各區(qū)域要求體現(xiàn)差異化定位，承托數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展

各地緊抓“東數(shù)西算”的戰(zhàn)略機遇，結合市場需求和自身區(qū)域特點，實施各項創(chuàng)新舉措。在東部地區(qū)，“北上廣”聚焦算力，加強統(tǒng)籌規(guī)劃、智能調度和多元化供給；在西部地區(qū)，充分發(fā)揮資源優(yōu)勢，夯實網(wǎng)絡等基礎保障。

1、內蒙古呼和浩特

培育以大數(shù)據(jù)、云計算為特色的電子信息技術產(chǎn)業(yè)集群，實施高性能計算機算力翻番計劃，先后建成4個超級計算機應用平臺，實現(xiàn)全國最高性能運算總能力和規(guī)模位居全國前列。

2、寧夏中衛(wèi)

積極構建完整的“云生態(tài)”，著力打造以東數(shù)西移、東數(shù)西儲、東數(shù)西算、信息技術創(chuàng)新應用發(fā)展和區(qū)域數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展為重點的西部云基地，積極開展東方算力服務，建設國家“東數(shù)西算”示范基地。

3、甘肅省

充分利用本地能源和算力資源，定向承接上海、深圳等地的算力需求，在西北建設一批人工智能數(shù)據(jù)中心和人工智能數(shù)據(jù)治理基地，構建算力精準對接機制和算力資源共享通道。

4、成渝地區(qū)

定位國家超算中心，建設成渝綜合科學中心（興隆湖）和西部科學城（成都），強化天府新區(qū)創(chuàng)新源頭功能。

5、北京市

將加強算力算法平臺等新型基礎設施建設，打造高水平自動駕駛全場景運營等20個重大應用場景，打造數(shù)字經(jīng)濟標桿城市。

6、上海市

以提供普惠算力資源、支撐國產(chǎn)算法框架、建設算法孵化平臺、創(chuàng)新數(shù)據(jù)應用模式為目標，試點打造全國首個人工智能公共算力服務平臺。

7、貴州省

實施數(shù)字產(chǎn)業(yè)重大突破，打造數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)“五區(qū)”，包括承接“貴州-粵港澳”、“貴州-長三角”兩線算力需求的“引領區(qū)”；推動數(shù)據(jù)資源匯聚、流通交易，打造數(shù)據(jù)供應鏈，培育超大規(guī)模數(shù)據(jù)要素市場“先行區(qū)”；建設決策大腦、行業(yè)大腦、城市大腦“示范區(qū)”。推廣安全產(chǎn)品和防范機制，建設大數(shù)據(jù)中心集群多副本中心和“備份區(qū)”的戰(zhàn)略安全基地；連接成渝及灣區(qū)，建設西部數(shù)據(jù)中心走廊，打造連接西部陸海通道中心的“核心區(qū)”。

8、廣東省

建設先進算力集群，統(tǒng)籌全省算力網(wǎng)絡建設布局。

整體來看，近幾年東部地區(qū)的投資節(jié)奏將會快于西部，數(shù)據(jù)中心的投資節(jié)奏將會快于云網(wǎng)投資。項目整體過程中看中強化東西部算力樞紐，集群內部和集群之間的統(tǒng)籌聯(lián)動，推動節(jié)點之間的算力網(wǎng)協(xié)同布局。

東數(shù)西算帶來的產(chǎn)業(yè)機遇

一、東數(shù)西算產(chǎn)業(yè)鏈分析

“東數(shù)西算”項目打通多條產(chǎn)業(yè)鏈，帶來巨大效益。從產(chǎn)業(yè)鏈分類來看，“東數(shù)西算”工程設計產(chǎn)業(yè)鏈的上游是數(shù)據(jù)中心和算網(wǎng)絡基礎設施提供商，中游包括云計算、數(shù)據(jù)中心和通信網(wǎng)絡運營商，下游為算力服務的使用方。

二、東數(shù)西算帶動的產(chǎn)業(yè)鏈

1、數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)鏈充分收益“東數(shù)西算”工程

數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)從上至下有望充分受益“東數(shù)西算”工程。數(shù)據(jù)中心是在網(wǎng)絡上用于傳遞、加速、顯示、計算和存儲數(shù)據(jù)信息的物理場所，主要用于對數(shù)據(jù)計算和存儲有大量需求的組織。完整的數(shù)據(jù)中心由IT設備和基礎設施組成。數(shù)據(jù)中心基礎設施是支持數(shù)據(jù)中心正常運行的各種系統(tǒng)的統(tǒng)稱，包括制冷、配電、機柜、布線、監(jiān)控等系統(tǒng)。

2、算力網(wǎng)絡產(chǎn)業(yè)鏈為“東數(shù)西算”工程提出基礎保障

“東數(shù)西算”涉及的產(chǎn)業(yè)鏈不僅僅局限于數(shù)據(jù)中心業(yè)務。從算力網(wǎng)絡的構成來看，可以拆解為三層：算網(wǎng)基礎設施層、編排管理層、服務運營層。算力網(wǎng)絡發(fā)展需要超大規(guī)模的數(shù)據(jù)中心來保障算力供應，也需要高效的算力優(yōu)先網(wǎng)絡進行算力管理。

3、“東數(shù)西算”工程驅動光通信產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展

“東數(shù)西算”項目推動了光通信產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展，有效解決了時延問題，提高了數(shù)據(jù)傳輸質量。數(shù)據(jù)互聯(lián)依賴于光通信，而光通信網(wǎng)絡是算力網(wǎng)絡的基礎。在“東算西算”工程背景下，網(wǎng)絡質量是實現(xiàn)算力均衡分配的前提。為了將數(shù)據(jù)傳輸?shù)轿鞑康貐^(qū)進行存儲，前提是在數(shù)據(jù)中心之間建立高速網(wǎng)絡通道，這將帶動西部地區(qū)日益增長的網(wǎng)絡建設需求。根據(jù)光通信器件的各種物理形態(tài)，產(chǎn)業(yè)鏈可分為光組件、光芯片、光器件、光模塊和光通信設備。光模塊在“東數(shù)西算”項目中執(zhí)行信號轉換任務，可實現(xiàn)光信號產(chǎn)生、信號調制、檢測、光路轉換和光電轉換等功能。

三、東數(shù)西算拉動的行業(yè)需求

1、科技、綠色雙主線，經(jīng)濟和生態(tài)共發(fā)展

“東數(shù)西算”具有經(jīng)濟和生態(tài)雙重意義。圍繞“科技”和“綠色”兩條主線展開。“科技”主線對應數(shù)據(jù)中心等產(chǎn)業(yè)鏈核心硬件設備國產(chǎn)化替代，“綠色”主線對應綠色降碳，液冷分布式供電、模塊化機房、可再生能源等綠色先進的節(jié)能減碳技術。

2、科技主線東數(shù)西算建設拉動服務器采購需求

服務器約占數(shù)據(jù)中心硬件成本的70%，是數(shù)據(jù)中心IT設備的重要組成部分。服務器作為數(shù)字經(jīng)濟的算力基礎設施，受益于我國數(shù)字經(jīng)濟的快速發(fā)展，中國服務器出貨量整體保持穩(wěn)定增長。數(shù)據(jù)顯示，中國服務器市場出貨量350萬臺，同比增長9.8%。東數(shù)西算規(guī)劃10個國家數(shù)據(jù)中心集群，持續(xù)建設將刺激服務器采購需求。

為何液冷數(shù)據(jù)中心如此重要

全球單機柜功率正在上升，在“雙碳”政策的支持下，風冷器換液冷器已成大勢所趨。2021年11月，國家發(fā)改委表示，全國新建大型、超大型數(shù)據(jù)中心平均PUE降至1.3以下，全國樞紐節(jié)點進一步降至1.25以下。隨著芯片技術的進步，服務器的計算能力飛速發(fā)展，建設高密度、高能耗的大型數(shù)據(jù)中心成為平衡算力和環(huán)保規(guī)定的必然選擇。制冷系統(tǒng)是數(shù)據(jù)中心重要的基礎設施之一，在高密度數(shù)據(jù)中心的運行中，傳統(tǒng)風冷面臨散熱不足、能耗嚴重的問題。液冷技術成為數(shù)據(jù)中心降低PUE的最優(yōu)方案，15kW/機柜以上更經(jīng)濟。目前的液冷技術主要分為冷板式和浸入式，其中浸入式液冷可將數(shù)據(jù)中心PUE降至1.2以下。除了更高的能源利用率，液冷技術在降噪、空間利用率和地理環(huán)境等方面也有更好的表現(xiàn)。隨著液冷相關技術的日趨成熟，國內外許多公司開始為客戶提供定制化的液冷技術解決方案，一些科技公司也逐步建設和部署了自己的液冷數(shù)據(jù)中心。

在國家工程“東數(shù)西算”背景下，預計2025年液冷基礎設施規(guī)模將達到245億元，新型算力基礎設施綠色建設將逐步提速。根據(jù)《2021-2022年度中國數(shù)據(jù)中心基礎設施產(chǎn)品市場總體報告》，2021 年我國單機柜功率在 10kW 以上的數(shù)據(jù)中心市場規(guī)模增速超過 10%，其中 30kW 以上增速達 31%。隨著超高密度數(shù)據(jù)中心的建設節(jié)奏加快，傳統(tǒng)風冷已無法滿足高性價比、低 PUE 的需求，因此液冷技術成為未來建設數(shù)據(jù)中心的主要路徑。據(jù)賽迪顧問預測，中國液冷數(shù)據(jù)中心基礎設施市場規(guī)模預計由 2019 年的 64.7 億元增至 2025 年的 245.3 億元。由于浸沒式液冷具備制冷效率更高等特點，預計占比由 2019 年的 18%升至 2025 年的 41%。逐漸增長的數(shù)據(jù)中心算力將推動高功率單機柜快速普及，預計 2025 年全球數(shù)據(jù)中心平均功率提升至 25kW。

一、政策背景：國家政策指導全國新建大型、超大型數(shù)據(jù)中心平均 PUE 降到 1.3 以下、樞紐節(jié)點降到 1.25 以下

世界主要國家紛紛承諾到2050年完成碳中和計劃，數(shù)據(jù)中心綠色低碳政策相繼出臺實施。政府間氣候變化委員會于2018年10月8日發(fā)布報告，提出將全球變暖限制在1.5℃，需要加快土地、能源和產(chǎn)業(yè)轉型，在2050年前后實現(xiàn)“凈零”排放。切實到各國的數(shù)據(jù)中心的低碳政策，美國政府采取DCOI數(shù)據(jù)中心優(yōu)化倡議整合關閉數(shù)據(jù)中心、制定數(shù)據(jù)中心PUE和服務器利用率的具體標準等措施，實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心PUE平均2 .0以上下降到在近一半的大型數(shù)據(jù)中心下降到 1.5 甚至低于 1.4。新加坡發(fā)布的《綠色數(shù)據(jù)中心技術路線圖》提出了冷卻設備效率提升、IT設備溫濕度容忍度、數(shù)據(jù)中心資源調度、負載分配和優(yōu)化能力整合等建議。歐盟通過《2020年歐盟數(shù)據(jù)中心能效行為準則最佳實踐指南》和《歐洲數(shù)據(jù)中心能效狀況白皮書》，對PUE、SUE和DCiE數(shù)據(jù)中心等綠色指標進一步細化和標準化。

全球主要國家承諾于2050年及之前完成國家層面的碳中和計劃

為促進行業(yè)規(guī)范化和快速發(fā)展，工信部等部門相繼出臺了數(shù)據(jù)中心指導政策。2021年11月，國家發(fā)改委、網(wǎng)信辦、工信部、能源局聯(lián)合印發(fā)《貫徹落實碳達峰碳中和目標要求推動數(shù)據(jù)中心和 5G 等新型基礎設施綠色高質量發(fā)展實施方案》指出堅持集約化、綠色化、智能化建設，加快節(jié)能低碳技術研發(fā)推廣，支持技術創(chuàng)新和創(chuàng)新模式。全國新建大型、超大型數(shù)據(jù)中心平均用電效率降至1.3以下，全國中心節(jié)點進一步降至1.25以下，綠色低碳水平達到4A以上。

2021年11月國家發(fā)改委指出全國新建大型數(shù)據(jù)中心及以上PUE降到1.3以下

二、液冷技術在散熱效率、適用功率等方面優(yōu)于風冷

數(shù)據(jù)中心基礎設施是支撐數(shù)據(jù)中心正常運行的各種系統(tǒng)的總稱，包括制冷、配電、機柜、布線、監(jiān)控等系統(tǒng)，是數(shù)據(jù)中心的組成部分之一。數(shù)據(jù)中心是在網(wǎng)絡上用于傳輸、加速、顯示、計算和存儲數(shù)據(jù)信息的物理場所，主要用于對數(shù)據(jù)計算和存儲有大量需求的組織。

一個完整的數(shù)據(jù)中心由IT設備和基礎設施共同構成

數(shù)據(jù)中心基礎設施根據(jù)冷卻方式不同可分為風冷數(shù)據(jù)中心基礎設施和液冷數(shù)據(jù)中心基礎設施。風冷方式起步較早，技術相對成熟；液冷方式是近幾年因數(shù)據(jù)中心散熱需求提升而出現(xiàn)的一種新方式，技術尚處于發(fā)展階段。液冷方式分為冷板液冷和浸沒式液冷，浸沒式液冷方式又可分為相變浸沒式液冷和非相變浸沒式液冷。

數(shù)據(jù)中心技術設施分為風冷數(shù)據(jù)中心基礎設施和液冷數(shù)據(jù)中心基礎設施

冷板式液冷為間接接觸型，浸沒式液冷為直接接觸型。風冷是一種以空氣為冷媒，通過空氣與發(fā)熱部件接觸進行熱量交換，從而實現(xiàn)散熱的冷卻方式。液冷是以液體作為冷媒的冷卻方式，利用液體將數(shù)據(jù)中心IT設備內部部件產(chǎn)生的熱量傳遞到設備外部，從而對IT設備進行降溫的一種冷卻方式。其中，冷板液冷是間接接觸型液冷，將冷板固定在散熱物體上，液體在冷板內流動傳遞設備的熱量，實現(xiàn)散熱。浸沒式液冷是直接接觸式液冷的一種，將服務器等有散熱要求的IT設備完全浸沒在冷卻液中，通過液體的循環(huán)或相變進行冷卻。

藍海大腦液冷服務器系統(tǒng)突破傳統(tǒng)風冷散熱模式，采用風冷和液冷混合散熱模式——服務器內主要熱源 CPU 利用液冷冷板進行冷卻，其余熱源仍采用風冷方式進行冷卻。通過這種混合制冷方式，可大幅提升服務器散熱效率，同時，降低主要熱源 CPU 散熱所耗電能，并增強服務器可靠性。經(jīng)檢測，采用液冷服務器配套基礎設施解決方案的數(shù)據(jù)中心年均 PUE 值可降低至 1.2 以下。

浸入式液冷可將數(shù)據(jù)中心PUE降至1.2以下，優(yōu)于風冷和冷板式液冷。與不同的冷卻方式相比，浸沒式液冷冷卻液和發(fā)熱設備充分接觸，散熱效率更高，可將數(shù)據(jù)中心的PUE降至1.2以下，運行更穩(wěn)定。同時，由于沒有風扇，噪音更低，符合國家發(fā)改委對數(shù)據(jù)中心建設的政策指導目標，是未來數(shù)據(jù)中心基礎設施建設的發(fā)展方向。

浸沒式液冷是一種直接接觸型液冷

兩相浸沒式液冷的能耗低于單相浸沒式液冷。數(shù)據(jù)中心浸沒式液冷技術的能耗主要是由水泵和室外冷卻設備驅動液體循環(huán)產(chǎn)生的，根據(jù)冷卻液熱交換過程中是否發(fā)生相變，可分為單相浸入液冷卻和兩相浸入液冷。其中，兩相浸沒式液冷的循環(huán)是被動的，因此兩相浸沒式液冷的能耗普遍低于單相浸沒式液冷。由于浸沒式液冷的室外側通常是高溫水，其室外冷卻設備往往可以使用自然冷源，不受場地面積的限制，達到節(jié)能減排的目的。

單相浸沒式液冷具有一、二次側冷媒

三、液冷技術商用條件逐漸成熟，國內外實踐案例不斷增多

隨著液冷相關技術的日趨成熟，國內外許多公司開始為客戶提供針對不同散熱需求的液冷技術解決方案，部分科技公司也將基于液冷技術的冷卻系統(tǒng)應用于企業(yè)數(shù)據(jù)中心。

阿里云作為中國領先的云服務提供商，是最早探索和實踐大規(guī)模液冷解決方案的科技公司之一。2020年1月，阿里云宣布面向全社會開放“浸沒液冷數(shù)據(jù)中心技術規(guī)范”， 2020年9月，仁和數(shù)據(jù)中心開服，采用服務器全浸沒液冷等多項節(jié)能技術進行規(guī)劃設計與建造，PUE低至1.09，相比傳統(tǒng)風冷數(shù)據(jù)中心每年可節(jié)電3000萬度，該數(shù)據(jù)中心成為我國首座綠色等級達到 5A 級的液冷數(shù)據(jù)中心；2021年12月，阿里云發(fā)布磐久系列液冷Immersion DC 1000一體機，整體能耗可降低34.6%。

中科曙光面向人工智能、大數(shù)據(jù)等多種應用場景，推出硅立方液體相變冷卻計算機。硅立方液體相變冷卻計算機采用創(chuàng)新的浸沒液冷技術，PUE低至1.04，節(jié)能效果顯著。硅立方將包括服務器芯片和主板在內的所有計算部件浸沒于液態(tài)冷媒中，通過相變熱將組件產(chǎn)生的熱量傳出設備，實現(xiàn)高效散熱。同時，單個硅立方機柜的功率密度可達160kW，是傳統(tǒng)風冷數(shù)據(jù)中心的4-5倍，能效比提升30%。

為更好地捕捉局強對流天氣，滿足3D播放所增加的27倍算力需求，馬來西亞氣象局數(shù)據(jù)中心配備了聯(lián)想冷板式液冷設備。在這個系統(tǒng)中，水被送入服務器的冷板，在組件周圍循環(huán)，然后從冷板吸收熱量并進入冷源進行冷卻。據(jù)測算，馬來西亞氣象局實施液冷系統(tǒng)后，散熱效果達到90%，大大有助于提高天氣預報的準確性。

Facebook在新加坡的潮濕天氣創(chuàng)建了 Facebook 新加坡亞洲數(shù)據(jù)中心。數(shù)據(jù)中心采用StatePoint Liquid Cooling液冷系統(tǒng)，利用水來降溫，最多可減少20%的用水量。Facebook 還計劃使用所有可持續(xù)能源為整個數(shù)據(jù)中心供電。

在浸沒式液冷方案的供給端，國內外均有企業(yè)在積極布局。例如，總部位于美國的Green Revolution Cooling，主要為數(shù)據(jù)中心提供單相浸沒式液冷解決方案，為高性能計算、邊緣數(shù)據(jù)中心、區(qū)塊鏈等場景提供一站式完整的冷卻和電力基礎設施。

四、液冷數(shù)據(jù)中心的優(yōu)勢是什么？

1、更高的能源利用率

由于液體具有更高的導熱系數(shù)和比熱容，導熱更快，吸熱更有效，可以保證CPU在特定范圍內超頻時不會出現(xiàn)過熱故障，有效提高服務器的適用效率和穩(wěn)定性。

2、空間利用率更高

液冷數(shù)據(jù)中心節(jié)省了空調系統(tǒng)及相關基礎設施的建設，無需安裝冷熱通道關閉設施，也不需要架空地板，節(jié)省了大量空間，使其成為更易于管理以單位空間的服務器，提高數(shù)據(jù)中心的運算效率。因此，液冷技術比傳統(tǒng)的冷卻方式具有更高的空間利用率。

3、能夠實現(xiàn)節(jié)能降噪

液冷技術省去了空調基礎設施，只增加了循環(huán)泵，節(jié)省了建設成本。因此，采用液冷技術可以為數(shù)據(jù)中心實現(xiàn)節(jié)能降噪。

4、無視海拔高度和地域差異，余熱同時創(chuàng)造經(jīng)濟價值

由于液體的比熱容不受海拔高度和氣壓的影響，可以保持較高的散熱效率，從而保證運行高度數(shù)據(jù)中心的效率和性能。余熱可以以液體為載體，通過熱交換接入樓宇供暖系統(tǒng)和供水系統(tǒng)，滿足當?shù)鼐用竦牟膳凸崴枨螅瑸閿?shù)據(jù)中心創(chuàng)造附加價值。

浸沒式液冷無需氣流，可實現(xiàn)更高密度的空間布局，不受外部環(huán)境限制

隨著芯片技術與工藝的進步，服務器計算能力增長快速，但總體功耗也隨之提升。預計到 2025 年，數(shù)據(jù)中心的 x86 CPU 芯片 TDP 提升至 350W 左右，ARM CPU 芯片的 TDP 提升至 600W 左右，而用于人工智能計算的 NPU/GPU 芯片會提升到 750W 左右。同時期對應的典型服務器 (2U 高度 2 路處理器 )功率也持續(xù)演進，x86 CPU 服務器會提升到 725W 左右，ARM CPU 服務器提升至 1000W 左右，用于人工智能計算的 NPU/GPU 服務器會提升到 1500W 左右。基于這些預測，2025 年主流機柜功率預計會達到 12~15kW/柜，未來會繼續(xù)增加到 25kW-50kW/柜，甚至更高在此背景下，我們認為數(shù)據(jù)中心散熱“革命”勢在必行。

五、市場空間：預計 2025 年我國液冷數(shù)據(jù)中心基礎設施市場規(guī)模達 245.3 億元

數(shù)據(jù)中心是促進 5G、人工智能、云計算等新一代數(shù)字技術發(fā)展的數(shù)據(jù)中樞和算力載體，對于我國經(jīng)濟增長與未來發(fā)展具有重要推動作用。隨著 5G 時代的到來、云計算等技術的發(fā)展，數(shù)據(jù)中心行業(yè)將迎來較大機遇。近年來，國內數(shù)據(jù)中心建設進入高峰期，新建數(shù)據(jù)中心數(shù)量快速增長，功率密度逐年上升。

“雙碳”目標既定，液冷技術市場需求廣闊。在“碳達峰”、“碳中和”目標背景下，計劃到 2025 年，全國新建大型、超大型數(shù)據(jù)中心平均 PUE 降到 1.3 以下。預計 2025 年中國液冷數(shù)據(jù)中心基礎設施市場規(guī)模可達 245.3 億元。近年來，隨著液冷數(shù)據(jù)中心技術設施商業(yè)化進程加快，以及市場需求高漲，液冷數(shù)據(jù)中心及基礎設施市場規(guī)模將保持持續(xù)增長。據(jù)賽迪顧問預測，中國液冷數(shù)據(jù)中心市場規(guī)模將由 2019 年的 260.9 億元增長至 2025 年的 1283.2 億元，中國液冷數(shù)據(jù)中心基礎設施市場規(guī)模將由 2019 年的 64.7 億元增長至 2025 年的 245.3 億元。

六、發(fā)展趨勢：市場接受度不斷提高，預制化、智能化、低碳化為未來發(fā)展方向

液冷數(shù)據(jù)中心基礎設施市場接受度不斷提高。伴隨著液冷數(shù)據(jù)中心及其基礎設施的逐步大規(guī)模商業(yè)應用，以及液冷技術的優(yōu)勢不斷顯現(xiàn)和傳統(tǒng)觀念的改變，液冷數(shù)據(jù)中心的市場接受度將不斷提高，技術設施普及速度加快。

液冷數(shù)據(jù)中心基礎設施技術和性能不斷優(yōu)化。一方面，近幾年國家政策支持液冷先進數(shù)據(jù)中心技術發(fā)展，各項文件鼓勵企業(yè)開展新興數(shù)據(jù)中心預制化、液冷等設施層技術開發(fā)，另一方面，液冷基礎設施將不斷向預制化、智能化、低碳化方向發(fā)展。

液冷基礎設施將不斷向預制化、智能化、低碳化方向發(fā)展

總結

隨著“東數(shù)西算”政策的出臺，建設數(shù)據(jù)中心成為了當今社會的潮流。數(shù)據(jù)中心和液冷服務器之間存在著緊密的關系。液冷服務器是一種使用液體冷卻技術的服務器，它們通常被用于高性能計算和大數(shù)據(jù)處理等需要大量計算資源的任務。數(shù)據(jù)中心是用于存儲、處理和管理大量數(shù)據(jù)的設施，通常由許多服務器組成。

液冷技術可以在減少服務器的能耗和延長硬件壽命方面發(fā)揮作用，使得數(shù)據(jù)中心更加高效和節(jié)能。在液冷系統(tǒng)中，通過將液體循環(huán)運輸?shù)椒掌鞯臒狳c部件上，可以有效地降低服務器的溫度。這有助于減少機器故障和降低能源成本。此外，液冷服務器的緊湊設計可以使得數(shù)據(jù)中心占用更少的空間，從而節(jié)省資金和資源。

因此，液冷技術是數(shù)據(jù)中心優(yōu)化的一個重要方向，也是未來數(shù)據(jù)中心技術發(fā)展的趨勢之一。液冷服務器的應用可以幫助企業(yè)和機構提高數(shù)據(jù)中心的效率，降低能源成本，從而更好地應對數(shù)據(jù)處理方面的挑戰(zhàn)。

審核編輯黃宇