液冷數(shù)據(jù)中心的春天已經(jīng)來臨？
事實的確如此。最近幾年，“液冷數(shù)據(jù)中心”開始頻繁進(jìn)入到人們視野，從新基建、碳達(dá)峰/碳中和到東數(shù)西算、低碳節(jié)能，幾乎每一項重大戰(zhàn)略決策/工程中，都少不了它的身影。業(yè)界也一致認(rèn)為，液冷將開啟數(shù)據(jù)中心節(jié)能減排的下一次變革。
但從風(fēng)冷到液冷，數(shù)據(jù)中心改變的不僅是節(jié)能減排方式，更是整個數(shù)據(jù)中心技術(shù)產(chǎn)品形態(tài)、商業(yè)模式乃至生態(tài)的重塑。相比于風(fēng)冷，液冷數(shù)據(jù)中心固然有著諸多天然優(yōu)勢，亦存有著成本高昂、標(biāo)準(zhǔn)匱乏、生態(tài)割裂等現(xiàn)實問題，所以落地之路不言輕松。
如何讓理想照進(jìn)現(xiàn)實，真正助推液冷數(shù)據(jù)中心走向大規(guī)模落地？業(yè)界需要破局者，在技術(shù)更迭期，攜手多方合作伙伴共同推進(jìn)液冷數(shù)據(jù)中心的落地。就像近日的浪潮信息生態(tài)伙伴大會IPF2022上，浪潮信息率先行動，正式亮相亞洲最大液冷數(shù)據(jù)中心研發(fā)生產(chǎn)基地“天池”，更攜手京東云聯(lián)合發(fā)布天樞（ORS3000S）液冷整機柜服務(wù)器，為液冷數(shù)據(jù)中心的發(fā)展注入一股強力助推劑。
數(shù)實融合時代，液冷有何魔力
當(dāng)下，規(guī)模與功耗是數(shù)據(jù)中心發(fā)展最為突出的一對矛盾。
之所以會如此，是因為數(shù)字經(jīng)濟與實體經(jīng)濟的加速融合，不僅帶來海量數(shù)據(jù)和各種智慧應(yīng)用場景，更讓算力成為關(guān)鍵生產(chǎn)力要素，推動數(shù)據(jù)中心加速走向智算中心，讓數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)出集約化、規(guī)?；椭悄芑奶卣?。第三方數(shù)據(jù)顯示，數(shù)據(jù)中心數(shù)量從2019年42.9萬個降低到2021年的41.5萬個，而超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心則從2019年的512個增長到2021年691個。
隨著數(shù)據(jù)中心向智算中心演進(jìn)，數(shù)據(jù)中心設(shè)備數(shù)量持續(xù)膨脹，也讓數(shù)據(jù)中心設(shè)備功耗、冷卻功耗不斷增加。以數(shù)據(jù)中心平均機架功率為例，近年來隨著大量AI高功耗芯片的使用，讓數(shù)據(jù)中心的功率密度不斷提升，僅2020年數(shù)據(jù)中心平均機架功率就達(dá)到了8.5kW/機柜，年復(fù)合增長率超過15%。
相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)更顯示，2019年中國數(shù)據(jù)中心能耗中，約有43%是用于IT設(shè)備的散熱，基本與IT設(shè)備自身的能耗（45%）持平，預(yù)計到2030年，中國數(shù)據(jù)中心總耗電量將達(dá)到5915億千瓦時，占全社會用電量的5%。
因此，通過建設(shè)綠色數(shù)據(jù)中心來降低功耗和運營成本已勢在必行，而液冷數(shù)據(jù)中心則被寄予厚望和委以重任。所謂液冷，是使用液體取代空氣作為冷媒，為發(fā)熱部件進(jìn)行換熱，帶走熱量的技術(shù)。相比于風(fēng)冷，液冷技術(shù)主要有以下三大優(yōu)勢：
首先，液冷數(shù)據(jù)中心無需機房制冷機和末端空調(diào)，也無需服務(wù)器等設(shè)備風(fēng)扇，利用液體代替空氣，大幅提升散熱效率，讓數(shù)據(jù)中心PUE顯著下降。以250W以上中高功耗芯片冷卻為例，在液冷技術(shù)的支持下，芯片溫度可降低20℃。
例如，此次浪潮信息與京東云聯(lián)合發(fā)布的天樞（ORS3000S）液冷整機柜服務(wù)器，支持冷板式液冷，在數(shù)據(jù)中心部署總體能耗降低45%。
其次，液冷技術(shù)讓數(shù)據(jù)中心選址不再受到地域、海拔、氣候等因素的影響，可根據(jù)業(yè)務(wù)需求建設(shè)。相比于擴建和改建，像東數(shù)西算等工程中的新建數(shù)據(jù)中心集群受限制少、規(guī)劃起點高，最適合采用液冷技術(shù)。
第三，液冷數(shù)據(jù)中心無需各種制冷設(shè)備，讓數(shù)據(jù)中心的空間利用率和運維效率得以大幅提升，滿足數(shù)據(jù)中心向高密度的演進(jìn)趨勢。
例如，浪潮信息攜手燧原科技打造的“錢塘江”智算中心方案中，創(chuàng)新研發(fā)全球首臺開放加速模組液冷計算平臺，率先實現(xiàn)單節(jié)點8顆400W高性能AI芯片液冷散熱，支持50℃中高溫水運行，智算中心整體PUE低于1.1。
當(dāng)然，液冷近年來備受大家關(guān)注和青睞的同時，其高速發(fā)展過程中各種挑戰(zhàn)也逐漸顯現(xiàn)，成為當(dāng)前液冷數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)界亟需解決的難題。
不能忽視的三大挑戰(zhàn)
毋庸置疑，液冷數(shù)據(jù)中心依然處于起步階段，商業(yè)化進(jìn)程在加速，過去幾年取得了可喜成績。不過，液冷仍然受制于成本、技術(shù)成熟度、生態(tài)等因素，亟待市場取得突破。
其一，需求的復(fù)雜性和差異性對于液冷數(shù)據(jù)中心的產(chǎn)品、技術(shù)和解決方案等層面帶來極大挑戰(zhàn)。例如，新建數(shù)據(jù)中心規(guī)劃起點高，通常選擇會比較容易，像冷板式、沉浸式液冷等方案均為不錯的選擇；但亦不能忽視很多已有數(shù)據(jù)中心的液冷改造難度，這部分?jǐn)?shù)據(jù)中心往往是根據(jù)風(fēng)冷模式來設(shè)計，如何降低這些數(shù)據(jù)中心的液冷改造成本就成為影響液冷普及推廣的關(guān)鍵挑戰(zhàn)。
其二，場景復(fù)雜化和部署規(guī)模化對于產(chǎn)品形態(tài)、廠商交付能力的考驗。眾所周知，數(shù)實融合的加速，帶來極其豐富的應(yīng)用場景需求，反應(yīng)到數(shù)據(jù)中心層面就是異構(gòu)計算、智慧計算成為主流，高密度服務(wù)器、AI服務(wù)器、通用服務(wù)器等各種服務(wù)器設(shè)備大量并存，需要液冷數(shù)據(jù)中心廠商擁有各種類型產(chǎn)品來滿足差異化需求。
而像一些新建數(shù)據(jù)中心則對于規(guī)模化交付、部署提出了極高要求。例如，東數(shù)西算工程啟動了10個國家數(shù)據(jù)中心集群，規(guī)模化、規(guī)范化和高水平的要求，對于液冷數(shù)據(jù)中心的交付能力極為考驗。
其三，液冷數(shù)據(jù)中心通常需要室內(nèi)和室外循環(huán)兩次帶走熱量，涉及到的設(shè)備、部件數(shù)量眾多，部件之間的兼容是液冷數(shù)據(jù)中心大規(guī)模推廣的關(guān)鍵。然而，目前液冷數(shù)據(jù)中心的標(biāo)準(zhǔn)匱乏、生態(tài)割裂，亟待市場各方力量加速推動標(biāo)準(zhǔn)的完善和生態(tài)的穩(wěn)步建設(shè)。
某數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域?qū)＜抑毖裕?ldquo;需要盡快推動液冷行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的建設(shè)，對發(fā)熱設(shè)備、器件、冷卻液、液冷設(shè)備和運維等方面統(tǒng)一要求。市場需要牽頭者帶動產(chǎn)業(yè)鏈的伙伴，提升行業(yè)共識度。”
無疑，液冷數(shù)據(jù)中心現(xiàn)階段的發(fā)展需要市場破局者，在強大研發(fā)能力和產(chǎn)品交付能力的基礎(chǔ)上，攜手產(chǎn)業(yè)鏈上下游合作伙伴，推動液冷標(biāo)準(zhǔn)的完善、產(chǎn)品的聯(lián)合創(chuàng)新和解決方案的構(gòu)建，從而讓液冷數(shù)據(jù)中心真正實現(xiàn)理想照進(jìn)現(xiàn)實。
浪潮信息，勇當(dāng)破局者
在眾多廠商中，浪潮信息無疑是破局者的代表，其在液冷數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域強大的研發(fā)儲備、豐富的產(chǎn)品、出色的供應(yīng)與交付能力以及構(gòu)建完善生態(tài)的格局，使得其近年來逐漸在液冷數(shù)據(jù)中心市場中脫穎而出。
在研發(fā)層面，浪潮信息是當(dāng)前市場中少有提前布局液冷數(shù)據(jù)中心的廠商，在直接冷卻與間接冷卻等數(shù)據(jù)中心液冷技術(shù)領(lǐng)域有著大量創(chuàng)新積累。浪潮信息服務(wù)器產(chǎn)品線副總經(jīng)理陳彥靈介紹，從2016年開始，浪潮信息就積極布局液冷領(lǐng)域的研發(fā)，目前擁有100多項液冷技術(shù)核心專利。
浪潮信息服務(wù)器產(chǎn)品線副總經(jīng)理陳彥靈
浪潮信息還是市場中少有具有全棧研發(fā)視角的廠商，采用協(xié)同創(chuàng)新的研發(fā)模式統(tǒng)籌考慮供電和散熱等問題，攜手多方合作伙伴探索節(jié)能降耗的最佳解決方案。
在產(chǎn)品層面，浪潮信息充分考慮到市場上差異化需求，擁有包括冷板式液冷、熱管式液冷、浸沒式液冷等各類型的產(chǎn)品；以冷板式液冷數(shù)據(jù)中心產(chǎn)品為例，浪潮信息擁有從液冷機柜到緊湊型微模塊、單排微模塊、雙排微模塊等一系列模塊化液冷數(shù)據(jù)中心產(chǎn)品。此外，浪潮信息還自主設(shè)計數(shù)據(jù)中心內(nèi)外部的液冷冷卻循環(huán)系統(tǒng)，實現(xiàn)液冷數(shù)據(jù)中心端到端交付。
以本次發(fā)布的天樞（ORS3000S）液冷整機柜服務(wù)器為例，就是浪潮信息多年研發(fā)積累的典型成果，天樞（ORS3000S）液冷整機柜服務(wù)器采用N+N冗余的集中供電設(shè)計，比分布式電源模式整體效率提升10%，一體化交付方式則讓交付速度提升5-10倍。該產(chǎn)品在京東云數(shù)據(jù)中心實現(xiàn)規(guī)?；渴?，在京東618、雙十一、央視春晚紅包互動等多個海量場景中擔(dān)當(dāng)重任，能效比表現(xiàn)出色。
此外，浪潮信息已建成迄今亞洲最大的液冷數(shù)據(jù)中心研發(fā)生產(chǎn)基地——“天池”，構(gòu)筑覆蓋研發(fā)、測試、生產(chǎn)、交付的全鏈條液冷制造能力，年產(chǎn)量達(dá)到10萬臺，并且實現(xiàn)業(yè)界首次冷板式液冷整機柜的大批量交付，交付周期縮短至5～7天以內(nèi)，可以充分保障液冷產(chǎn)品的供應(yīng)與交付。
在生態(tài)層面，浪潮信息深知液冷數(shù)據(jù)中心在起步階段時“獨行者速、眾行者遠(yuǎn)”的重要性，積極參與到各類標(biāo)準(zhǔn)的制定和生態(tài)建設(shè)之中。作為OCP、ODCC、Open19全球三大開放計算組織的核心成員，浪潮信息深知利用開放計算的協(xié)作創(chuàng)新、高效標(biāo)準(zhǔn)、強大生態(tài)等優(yōu)勢對于推動液冷數(shù)據(jù)中心普及大有裨益。
陳彥靈透露，浪潮信息正在積極推動高密度整機柜服務(wù)器、支持液冷的高效制冷系統(tǒng)、高壓直流的高效供電系統(tǒng)等開放數(shù)據(jù)中心標(biāo)準(zhǔn)的建立。
面向未來，液冷數(shù)據(jù)中心擁有廣闊市場前景毋庸置疑，不過技術(shù)成熟、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、生態(tài)建設(shè)均非一朝一夕能夠完成，需要包括浪潮信息等所有產(chǎn)業(yè)鏈廠商共同努力，一起推動整個液冷數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)向前發(fā)展。
