“东数西算”下的数据中心,绿色化成必选项|双碳观察

韩敬娴

韩敬娴

· 4月29日

无论从政策角度、市场需求还是技术成熟度来讲,均标志着数据中心进入“液冷时代”。

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“东数西算”下的数据中心,绿色化成必选项|双碳观察

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伴随各行业对数据中心的需求持续增长,是不断攀升的能源消耗。据《中国“新基建”发展研究报告》显示,到2025年,全球数据中心将占全球能耗的最大份额,高达33%。在国内,全国数据中心的耗电量已经连续八年以超过12%的速度增长。

通过建设绿色数据中心来降低功耗和运营成本,势在必行。

今年2月,“东数西算”工程正式全面启动。它在京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝、内蒙古、贵州、甘肃、宁夏等8地启动建设算力网络国家枢纽节点,并规划了张家口等10个国家数据中心集群。为了推进数据中心低碳运转,“东数西算”工程还提出了三个方向:绿色节能、算力调度、安全可靠。

“无论从政策角度、市场需求还是技术成熟度来讲,均标志着数据中心进入‘液冷时代’。”中国电子节能技术协会秘书长吕天文在“2022数据中心液冷技术研讨会”上表示。 

2026年液冷市场规模过千亿

通过观察不难发现,现在服务器的主流芯片的功耗在不断增长。服务器芯片的功率从100W、200W增长到今年下半年的350W、400W,服务器的功耗几乎是翻倍在增长,这也就意味着单机柜功率密度也会从最早的4KW、6KW,增长到15KW到20KW。由此带来的便是更高的制冷要求,但传统的风冷空调的制冷方式并不能满足散热及时性的要求。

从能耗的角度看,整个数据中心的能耗当中电力是最大一部分,而电力部分中40%到60%是由空调引起的,所以如何降低空调的耗电将是决定数据中心能耗的一个关键点。

目前数据中心的节能方式主要有:氟泵、间接蒸发、冷板式液冷、浸没液冷。其中,前两种得到了广泛使用,也是目前最合适一种制冷方式,但是现在数据中心节能的要求,要把PUE从1.4、1.5降到1.2甚至1.15,显然目前的制冷方式不能满足,且前两种制冷方式受气候条件限制较大。

因此,液冷作为新一代数据中心的制冷方式呼之欲出。有市场分析机构预计,到2026年,液冷数据中心市场的初始估值从2018年的14.3亿美元增至1205亿美元,年化复合增长率达30.45%。

所谓液冷,通俗来讲就是通过液体代替空气,把CPU、内存等IT发热器件产生的热量带走,就好似给服务器局部冷却、整体“淋浴”甚至全部浸没。

液冷技术最早在80年代已经有初尝试,90年代出现一些通信设备的液冷的基站。随着21世纪初云计算时代的到来,数据中心需要更高功率、大规模部署,液冷概念正式提出,液冷技术逐步成熟。

据中国电子节能技术协会秘书长吕天文在“2022数据中心液冷技术研讨会”上介绍,就液冷技术分类而言,根据液体冷媒和发热源的接触方式可分为——冷板式(间接接触)、喷淋式(直接接触)、浸没式(直接接触)。其中,浸没式液冷以其高能效、高密度、高可用和高可靠等特性,成为主流趋势。根据调研机构赛迪数据显示,未来浸没式液冷的市场占比将逐步提升,将从2019年的不到20%增长到2025年的40%以上。 

能效比提升超30%

事实上,推动数据中心向液冷技术发展,已经成为行业共识。比如曙光等企业纷纷加大投入液冷领域投资。

曙光早在2011年便开始相关技术研究,随后推出国内首款标准化量产的冷板液冷服务器,实现冷板液冷服务器大规模商业化应用,又于2013率先推出世界领先的浸没相变液冷技术,使得PUE最低可降至1.04,相比传统风冷数据中心能效比提升超30%。
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据曙光数创副总裁姚勇介绍,在整个液冷数据中心部分,曙光会提供两种模式:一种是微模块,也叫液冷微模块。就是以微模块为一个小的单元,随着用电量需求增加,会将每一个微模块复制在数据中心当中。

另一种模式是立体液冷数据中心。现在的机柜普遍是平层设计,但曙光将这个数据中心打造为三层钢结构的模式。根据估算,这种三层钢结构的设计可以减少30%左右的布线部署,大量减少运维人员的工作量。

据了解,曙光已将这项技术应用于全国二十多个城市,覆盖科研、金融、教育、医疗、人工智能等多个行业。其中,“东数西算”成渝枢纽节点内的西部(重庆)科学城先进数据中心便使用了曙光的“液冷数据中心”。

西部(重庆)科学城先进数据中心运营中心主任谢华表示,在节能方面,该数据中心采用了浸没液冷技术、余热回收、绿色建筑、清洁能源(光伏)等多种相关技术。

除了新建的数据中心之外,曙光也针对老旧数据中心设计了改造方案。姚勇表示,“从需求梳理、方案设计、施工、改造,再到整个系统的调优,针对于老旧机房改造的方案正跟客户深度讨论当中,相信老旧机房改造的这个市场会远远超过新建市场容量。”

“产业绿色化、集约化发展已成为必然趋势,浸没液冷技术基于多项技术优势与发展潜力,将迎来快速发展的机遇期。”吕天文在“2022数据中心液冷技术研讨会”上说。

在节能减排趋势下,数据中心的绿色化都已然成为其必然的选择,而液冷则将担任数据中心此轮变革的技术先锋重任。(本文首发钛媒体App,作者/韩敬娴,编辑/张敏)

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