算力基础设施加速升级，液冷技术成行业布局热点！

      当前，云计算、人工智能、大数据等新一代信息技术快速发展，传统产业与新兴技术加速融合，数字经济蓬勃发展。

算力基础设施作为各个行业信息系统运行的算力载体，已成为经济社会运行不可或缺的关键基础设施，在数字经济发展中扮演着至关重要的角色。
数据中心作为承载算力资源的物理实体，在“双碳”目标下，其功耗也引起各方关注。数据中心领域应用的新一代绿色技术已经外溢到整个算力基础设施领域，如高压直流、预制化、液冷、自然冷却等。
目前数据中心制冷仍主要以间接蒸发冷却和氟泵空调为主。伴随单机柜功率的不断提升，传统风冷系统已逐渐无法满足散热需求，或相应更加节能高效的散热技术方案逐渐铺开，液冷成为未来重要的制冷技术方向之一。
数据中心节能技术需求快速增长
伴随云计算及大数据业务推动，数据量爆发式增长，大量计算能力对数据中心的单体规模及服务器承载算力提出越来越高的需求。在此背景下，单机柜功率密度不断提升。
根据Colocation America发布的数据，2020年全球数据中心单机柜平均功率达到16.5kW，较2008年增长了175%。

赛迪顾问预测，随着数据中心算力飞速提升，高功率单机柜将迅速普及，预计2025年，全球数据中心单机柜平均功率有望达到25kW。
而伴随单机柜功率的不断提升，传统风冷系统已逐渐无法满足散热需求，或相应更加节能高效的散热技术方案逐渐铺开。

从早期的封闭冷/热通道、机柜循环制冷、热风抽取冷却到背板热交换、间接蒸发冷却，再到液冷方案中的喷淋液冷、冷板液冷以及浸没液冷。
中国电子节能技术协会秘书长吕天文此前表示：“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’。”
根据Intel服务器发布的方案中，顶配2U服务器配备8个350W CPU，仍然采用风冷散热，但当CPU达到400W时，就需要使用液冷解决方案。不过实际使用过程中仍需考虑TDP转换率以及液冷门槛值等指标。
目前，液冷服务器主要用于CPU居多的计算型的服务器中。对于异构计算方向采用专用TPU、GPU及AI芯片等分散异构计算，对散热需求标准相对较低。此外对于存储和网络型服务器、路由器及交换机等效益也不大。
液冷技术大规模应用需整体布局
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。
浸没式液冷通俗理解就是将服务器完全浸没在制冷液中，可以100%将热量捕捉并传导出去，可分为单相浸没液冷技术和相变浸没液冷技术。

但直接液冷技术往往需要全新的数据中心设计方案，对IT设备进行特殊化定制和设计，成本较高，大规模应用仍有难度。
喷淋式液冷在降温过程中，存在冷却介质遇到高温电子部件出现飘溢问题，会影响机房及设备环境。
冷板式液冷是间接液冷技术的典型方案，主要应用于高密度的数据中心领域，技术发展较早，是目前成熟度最高、应用最广泛的液冷散热方案。

但冷板液冷在应用阶段仍存在两大问题，一是成本相较风冷仍然较高，二是存在漏液风险。
目前，在各互联网大厂应用层面均有规模使用液冷服务器，但出货量层面仍以风冷服务器为主：
阿里从2016年开始尝试大规模部署液冷技术，围绕浸没式液冷深入布局，在处理器定制和服务器硬件兼容性、电气信号完整性等一系列优化后，于2018年建成首个互联网液冷数据中心，在2020年投产首个5A级绿色液冷数据中心，不过考虑浸没式液冷定制化程度高、成本高，大规模应用仍相对滞后。
百度在2021年面向冷板液冷发布《天蝎4.0液冷整机柜开放标准》，积极推动冷板液冷方案。
京东整机柜液冷技术已经在2021年规模投入其“双11”机房中。利用该技术，可以实现芯片级液体直接冷却，将室外冷源（水或氟化物）直接注入服务器主板芯片进行冷却，实现系统去冷机化。
推广液冷技术应用落地正当时
如今随着液冷技术的成熟、大量案例的成功、芯片功耗的提高、国家对PUE的指标要求日趋严苛，推广液冷技术应用落地正当时。
液冷服务器生态初步形成，大多以间接冷板为主。目前国内液冷服务器厂商主要包括华为、曙光、神威蓝光、浪潮等，海外液冷服务器厂商包括戴尔、惠普、思科、SGI、BULL、Cray、超微、Nortech（浪潮合作）、Iceotop等。
浸没式液冷考虑其对服务器主板等技术革新需求以及下游厂商机房业务部署的差异性，规模化发展仍需要时间。

需要关注的节点包括大规模应用带来的GPU功耗上升或者异构架构下算力快速增长对液冷提出新需求；在需求推动下，互联网大厂的服务器迭代周期以及新的功耗体系下对液冷方案的规模成本达到可大规模应用的程度。
在“东数西算”和“双碳”目标下，以绿色节能为中心，数据中心领域出现新需求，推动包括散热、制冷、节能技术的发展，有机会进一步形成新产业链。

绿色发展机遇开始显现，但很显然，数据中心“绿色化”概念，并非个体的单打独斗，而是整个生态系统的孵化。
来源：摘自网上公开资料