減碳行動勢在必行，全球科技領(lǐng)軍企業(yè)爭相投入。作為能源消耗大戶，數(shù)據(jù)中心成為當(dāng)下減碳的重點關(guān)照對象。在“碳達峰”和“碳中和”的雙碳目標(biāo)影響下，各大企業(yè)在數(shù)據(jù)中心減碳上使出渾身解數(shù)，從地理、物理、化學(xué)、計算等多學(xué)科入手，最大程度提高算力，降低PUE（評價能源效率指標(biāo)）。一直以來，數(shù)據(jù)中心機房散熱方法都是云廠商的關(guān)注重點，開始從源頭抓起，采用綠色節(jié)能方法，更新數(shù)據(jù)中心機房的傳統(tǒng)設(shè)備。其中，液冷替代風(fēng)冷散熱方法漸趨主流，“雙碳”目標(biāo)的提出讓液冷數(shù)據(jù)中心成為減碳話題下的新焦點。
從“冷風(fēng)吹”到“冷水泡”
工信部近日印發(fā)《新型數(shù)據(jù)中心發(fā)展三年行動計劃（2021—2023年）》（以下簡稱《通知》），提出到2021年年底新建大型及以上數(shù)據(jù)中心PUE降低到1.35以下；到2023年底，新建大型及以上數(shù)據(jù)中心PUE降低到1.3以下的發(fā)展目標(biāo)。
風(fēng)冷散熱成本較低，而且使用風(fēng)能也不會對自然資源造成損耗，因此成為傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的主流散熱方法。云計算、人工智能、大數(shù)據(jù)等新型技術(shù)高速演進，對于算力要求不斷走高，大算力大功耗迫使數(shù)據(jù)中心成了當(dāng)之無愧的“排碳大戶”，促使廠商開始尋找更節(jié)能、更低成本的散熱方法。賽迪顧問統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2019年以“風(fēng)冷”技術(shù)為代表的傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心，其耗能中約有43%是用于IT設(shè)備的散熱，與IT設(shè)備自身的能耗（45%）基本持平，PUE值普遍在1.4以上。降低散熱功耗、控制數(shù)據(jù)中心運營成本，建設(shè)綠色數(shù)據(jù)中心已成當(dāng)務(wù)之急。
用特制液體取代空氣作為冷媒，為發(fā)熱部件進行散熱的液冷技術(shù)，以及基于該技術(shù)的液冷服務(wù)器，為數(shù)據(jù)中心的綠色化提供了新的解決思路。
賽迪顧問發(fā)布的《中國液冷數(shù)據(jù)中心發(fā)展白皮書》中顯示，液冷技術(shù)的應(yīng)用，適應(yīng)了數(shù)據(jù)中心各IT設(shè)備更高更嚴(yán)格的要求，并帶動了各部件持續(xù)創(chuàng)新和優(yōu)化設(shè)計，這對整個鏈條來說是一場持續(xù)性的進步。賽迪顧問高級分析師楊天宇向《中國電子報》記者指出，預(yù)計2025年，中國液冷數(shù)據(jù)中心市場規(guī)?？善魄|元。
云廠商積極探索液冷新方法
為了滿足不斷增長的云計算業(yè)務(wù)需求，近年來，阿里巴巴、百度、騰訊、浪潮等企業(yè)，不斷投建、擴容數(shù)據(jù)中心。業(yè)內(nèi)在關(guān)注頭部企業(yè)技術(shù)增長的同時，也能夠看到他們在節(jié)能節(jié)約、降本增效上的思考。
“目前在我國數(shù)據(jù)中心冷卻方式中，冷板式應(yīng)用最為廣泛，其次是浸沒式。”楊天宇指出。
冷板式指主要發(fā)熱器件固定在冷板上，依靠流經(jīng)冷板的液體將熱量帶走達到散熱的目的。采用冷板式液冷的服務(wù)器也稱為氣液雙通道服務(wù)器，冷板的液體不接觸被冷卻器件，中間采用導(dǎo)熱板傳熱，安全性較高。
百度是應(yīng)用冷板式液冷散熱的代表性云廠商，從2017年起開始規(guī)?；褂美浒迨揭豪渖?。“過去10年數(shù)據(jù)中心以風(fēng)冷為主，隨著CPU、GPU功耗密度不斷上升，液冷散熱是未來10年繞不開的必然趨勢。”百度服務(wù)器研發(fā)經(jīng)理何永占公開表示。浸沒式液冷散熱是將發(fā)熱元件浸沒在冷卻液中，依靠液體的流動循環(huán)帶走IT設(shè)備運行產(chǎn)生的熱量。浸沒式液冷是典型的直接接觸型液冷，由于發(fā)熱元件與冷卻液直接接觸，散熱效率更高，噪音更低。浸沒式液冷分為兩相液冷和單相液冷，散熱方式可以采用干冷器和冷卻塔等形式，目前比較流行的方式是將服務(wù)器浸沒在特殊設(shè)計的箱體中。
日前，上市三周年的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)工業(yè)富聯(lián)首度公開了與阿里巴巴、3M聯(lián)合制訂的浸沒式液冷數(shù)據(jù)中心部署方案。早在2015年，工業(yè)富聯(lián)、阿里巴巴率先提出采用浸沒液冷作為未來云計算數(shù)據(jù)中心的產(chǎn)業(yè)模式，聯(lián)合3M共同研發(fā)浸沒液冷產(chǎn)品，逐步探索液冷數(shù)據(jù)中心解決方案。截至目前，已經(jīng)完成了從實驗室、小規(guī)模到大批量部署的技術(shù)研發(fā)與落地應(yīng)用，并于去年完成在阿里巴巴杭州仁和機房大規(guī)模部署。
2018阿里巴巴云棲大會上，英特爾與阿里巴巴宣布包括超大型數(shù)據(jù)中心在內(nèi)的以數(shù)據(jù)為中心的計算革新合作。英特爾公司中國區(qū)數(shù)據(jù)平臺集團Hyperscale戰(zhàn)略與執(zhí)行總監(jiān)李爾成在日前舉辦的OCP China Day 2021演講時分享了一組數(shù)據(jù)：經(jīng)過兩年多的數(shù)據(jù)檢測對比發(fā)現(xiàn)，阿里巴巴浸沒式服務(wù)器相較于風(fēng)冷服務(wù)器部件故障率能夠下降約53%。
風(fēng)冷+液冷協(xié)同發(fā)展
“碳中和”元年正式開啟。北京、天津、河北、山西、江蘇、上海、浙江、福建、湖北、湖南等省市自治區(qū)在政府工作報告中，公開了關(guān)于“雙碳”目標(biāo)的相關(guān)舉措。
作為數(shù)字經(jīng)濟時代的新“地基”，新型數(shù)據(jù)中心肩負起了減碳的重任。工信部在7月初印發(fā)的《新型數(shù)據(jù)中心發(fā)展三年行動計劃（2021—2023年）》提出，要加快先進綠色技術(shù)產(chǎn)品應(yīng)用。大力推動綠色數(shù)據(jù)中心創(chuàng)建、運維和改造，引導(dǎo)新型數(shù)據(jù)中心走高效、清潔、集約、循環(huán)的綠色發(fā)展道路。將“綠色低碳發(fā)展行動”劃入到重點任務(wù)中，提出要鼓勵應(yīng)用液冷等高效制冷系統(tǒng)。
在政策的支持下，各大企業(yè)將提速推動數(shù)據(jù)中心風(fēng)冷向液冷散熱過渡。楊天宇認(rèn)為，冷板式和浸沒式液冷散熱未來都會有一定的發(fā)展?jié)摿ΑｋS著技術(shù)完善，浸沒式液冷優(yōu)良的制冷效果將得到挖掘，以應(yīng)對數(shù)據(jù)中心暴漲的制冷需求，未來會呈現(xiàn)強勁的發(fā)展態(tài)勢。
楊天宇進一步指出，隨著液冷技術(shù)的完善以及數(shù)據(jù)中心功率密度的增加，一部分風(fēng)冷會轉(zhuǎn)變?yōu)橐豪?，但是仍有一些PUE要求較低、功率密度較低的數(shù)據(jù)中心會選擇成本較低的風(fēng)冷。未來數(shù)據(jù)中心溫控市場將出現(xiàn)“風(fēng)冷+液冷”協(xié)同發(fā)展的格局。“風(fēng)冷技術(shù)不會被液冷完全取代，而是針對自身需求，由客戶選擇不同的數(shù)據(jù)中心制冷方案。”楊天宇指出。
