產(chǎn)業(yè)熱議 | 液冷優(yōu)勢、路線和未來

隨著“雙碳”目標(biāo)日益迫近，在數(shù)字經(jīng)濟(jì)的驅(qū)動、“新基建”和“東數(shù)西算”等政策的加持下，如何實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心綠色低碳的可持續(xù)發(fā)展，成為信息通信行業(yè)必須思考和面對的問題。

液冷作為一種高效的散熱方式，通過冷卻液體替代傳統(tǒng)空氣散熱，能夠?qū)崿F(xiàn)液體與服務(wù)器高效熱交換、提高制冷效率、挖潛自然冷源、降低PUE。因此，這種新型服務(wù)器散熱解決方案成為行業(yè)節(jié)能降耗的重大突破點(diǎn)。

展現(xiàn)發(fā)展成果，洞察行業(yè)“風(fēng)向”，聚焦企業(yè)發(fā)展以及產(chǎn)品技術(shù)的最新突破，通信世界全媒體深入產(chǎn)業(yè)第一線，深度對話四位企業(yè)專家，共同探討液冷行業(yè)未來如何發(fā)展。

中興通訊數(shù)據(jù)中心產(chǎn)品線規(guī)劃總工? 翁建剛

浪潮信息數(shù)據(jù)中心產(chǎn)品部副總經(jīng)理? 李金波

網(wǎng)宿科技數(shù)據(jù)中心運(yùn)維總監(jiān)? 徐明微

深圳市億萬克數(shù)據(jù)設(shè)備科技有限公司全國銷售總監(jiān)? 柳星

Q、：當(dāng)前液冷行業(yè)涌現(xiàn)出了哪些新技術(shù)、新產(chǎn)品？應(yīng)用與推廣情況如何？

A翁建剛：液冷技術(shù)分為接觸式和非接觸式兩種，接觸式液冷是將冷卻液體與發(fā)熱器件直接接觸的一種冷卻實(shí)現(xiàn)方式，包括浸沒式液冷和噴淋式液冷等具體方案。非接觸式液冷是指冷卻液體與發(fā)熱器件不直接接觸的一種冷卻實(shí)現(xiàn)方式，包括冷板式液冷等方案。

近年來，我國液冷市場需求保持逐年增長態(tài)勢，冷板式液冷和浸沒式液冷是行業(yè)目前的兩條主流技術(shù)路線。伴隨國家“雙碳”政策實(shí)施，市場對液冷的需求逐步擴(kuò)大，預(yù)計(jì)2025年冷板式液冷將在行業(yè)批量應(yīng)用，2028年浸沒式液冷將在行業(yè)批量應(yīng)用。

A徐明微：從液冷的行業(yè)應(yīng)用及推廣來看，仍需解決兩方面問題。首先，要降低液冷系統(tǒng)的整體成本；其次，行業(yè)內(nèi)需要建立一個(gè)完善的液冷技術(shù)生態(tài)系統(tǒng)，提供各種配套設(shè)備和解決方案，以滿足用戶需求并促進(jìn)技術(shù)落地。

A柳星：冷板式液冷發(fā)展較早，技術(shù)更成熟、生態(tài)更完善、改造成本更低，因此目前行業(yè)應(yīng)用以冷板式液冷為主。但直接接觸型液冷可最大程度上利用液體的比熱容優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)更高效制冷，未來有望占據(jù)主流市場。

Q、貴司目前對于液冷技術(shù)的戰(zhàn)略布局是什么？具備哪些優(yōu)勢？

A翁建剛：作為數(shù)字經(jīng)濟(jì)的筑路者，中興通訊致力于將液冷技術(shù)應(yīng)用到ICT設(shè)備以及IDC設(shè)施領(lǐng)域，并持續(xù)加大相關(guān)的研發(fā)和技術(shù)投入。

為此，中興通訊推出了全域冷板液冷解決方案，該解決方案具備極致節(jié)能、智能群控等優(yōu)勢，機(jī)柜功率密度可達(dá)到60KW/M2，空間利用率可提升4～10倍，WUE<1.0L/KW·H，PUE最低可至1.13，實(shí)現(xiàn)全域系統(tǒng)智能管理以及風(fēng)冷、液冷系統(tǒng)聯(lián)動控制。

A李金波：從產(chǎn)品和技術(shù)成熟度、對數(shù)據(jù)中心與服務(wù)器架構(gòu)的改造程度，以及部件更換、運(yùn)維便捷性等角度綜合考慮，浪潮信息目前主推冷板式液冷，同時(shí)也在針對其他液冷技術(shù)進(jìn)行探索實(shí)踐。

2022年，浪潮信息將“ALL IN液冷”納入公司發(fā)展戰(zhàn)略，全棧布局液冷，實(shí)現(xiàn)通用服務(wù)器、高密度服務(wù)器、整機(jī)柜服務(wù)器、AI服務(wù)器四大系列全線產(chǎn)品均支持冷板式液冷；提供液冷數(shù)據(jù)中心全生命周期整體解決方案，為用戶提供前期規(guī)劃咨詢、中期設(shè)備定制、后期交付施工的端到端服務(wù)；并建成了亞洲最大的液冷數(shù)據(jù)中心研發(fā)生產(chǎn)基地，構(gòu)筑了研發(fā)、測試、生產(chǎn)、品控、交付的全鏈條液冷“智”造能力，液冷相關(guān)服務(wù)器年產(chǎn)量超10萬臺，實(shí)現(xiàn)PUE<1.1。

A徐明微：液冷戰(zhàn)略是網(wǎng)宿科技“2+3”戰(zhàn)略布局的創(chuàng)新引擎之一。目前，網(wǎng)宿科技主要依托旗下綠色云圖發(fā)力液冷方向，已推出微型邊緣液冷數(shù)據(jù)中心解決方案、中大型數(shù)據(jù)中心解決方案、集裝箱液冷數(shù)據(jù)中心解決方案以及定制化液冷解決方案等，并廣泛應(yīng)用于政府、媒體、軍工、通信等領(lǐng)域。

在技術(shù)先進(jìn)性方面，網(wǎng)宿科技是國內(nèi)最早布局液冷技術(shù)、首批實(shí)現(xiàn)液冷數(shù)據(jù)中心規(guī)模商用的企業(yè)，自主研發(fā)的浸沒式液冷技術(shù)累計(jì)申請專利近百項(xiàng)。在產(chǎn)業(yè)積淀方面，網(wǎng)宿科技積極參與《數(shù)據(jù)中心液冷行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》《綠色數(shù)據(jù)中心評價(jià)規(guī)范》等多個(gè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制修訂，具有一定的行業(yè)引領(lǐng)性和權(quán)威性。

A柳星：億萬克重點(diǎn)聚焦冷板式液冷、浸沒式液冷兩條主流產(chǎn)品線，致力于改變傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的設(shè)計(jì)、建造和運(yùn)營模式。

作為冷板式/浸沒式冷卻技術(shù)的先驅(qū)，億萬克的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在節(jié)約成本、節(jié)能降耗、安全可靠、靜音低噪等方面。億萬克液冷解決方案相比傳統(tǒng)風(fēng)冷的初期投資僅高20%，后期運(yùn)行電費(fèi)可降低40%以上，一般3年時(shí)間即可達(dá)到投資收益平衡，助力企業(yè)實(shí)現(xiàn)更低TCO。億萬克所有的產(chǎn)品均配用了公司專研高性能合成冷卻液，綠色環(huán)保、無毒無害，在數(shù)據(jù)中心的使用壽命可長達(dá)10年以上。

Q：針對冷板式液冷、浸沒式液冷和噴淋式液冷三種主要液冷技術(shù)，貴司主要聚焦哪個(gè)方面，都做了哪些努力？

A翁建剛：結(jié)合不同技術(shù)路線的市場窗口和技術(shù)成熟度，中興通訊聚焦于冷板式液冷方案的產(chǎn)品化和應(yīng)用實(shí)踐；同時(shí)對浸沒式液冷方案進(jìn)行了預(yù)研，推進(jìn)冷卻液和材料兼容性測試，可以快速進(jìn)行產(chǎn)品化實(shí)踐。

目前，中興通訊已具備方案設(shè)計(jì)、BIM深化、設(shè)備生產(chǎn)、工廠預(yù)制、現(xiàn)場交付、運(yùn)維管理等端到端能力；核心產(chǎn)品自研，構(gòu)建全域液冷解決方案；多產(chǎn)品線協(xié)同，打通數(shù)據(jù)中心L1基礎(chǔ)設(shè)施層和L2服務(wù)器以及交換機(jī)IT層。

A徐明微：基于對液冷技術(shù)應(yīng)用前景的判斷，網(wǎng)宿科技主要聚焦于冷板式液冷和浸沒式液冷兩個(gè)方向。

首先，網(wǎng)宿科技在液冷技術(shù)研發(fā)上持續(xù)投入，不斷提升液冷技術(shù)的性能和效率，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)和IT設(shè)備的解耦。其次，網(wǎng)宿科技在液冷技術(shù)領(lǐng)域申請了相關(guān)知識產(chǎn)權(quán)，擁有自己的液冷設(shè)計(jì)、制造和運(yùn)維能力，并形成了穩(wěn)定的產(chǎn)品和解決方案。再次，網(wǎng)宿科技與合作伙伴開展密切合作，在數(shù)據(jù)中心的液冷方案上進(jìn)行探索和實(shí)踐，打通產(chǎn)業(yè)鏈上下游，共同推動液冷技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。最后，網(wǎng)宿科技積極參與對液冷技術(shù)的宣傳、推廣以及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的撰寫工作，提高用戶對液冷技術(shù)的認(rèn)知和接受度。

A柳星：如上所述，億萬克主要聚焦冷板式液冷、浸沒式液冷兩條主流產(chǎn)品線，并且針對行業(yè)痛點(diǎn)提出了3種解決方案。針對無法規(guī)模部署的用戶，億萬克可通過風(fēng)冷服務(wù)器節(jié)點(diǎn)內(nèi)的液冷改造以及液冷機(jī)柜升級，實(shí)現(xiàn)“免機(jī)房部署”；對液冷有高度需求的用戶，如互聯(lián)網(wǎng)、金融、運(yùn)營商等領(lǐng)域用戶，億萬克提供全棧液冷模塊化解決方案，提供全套基礎(chǔ)設(shè)施定制服務(wù)；針對節(jié)能性需求高、預(yù)算充裕的用戶，億萬克可提供浸沒式液冷全系統(tǒng)解決方案。

Q：針對目前液冷成本高、安全可靠性不足、標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一等問題，貴司做了哪些努力？有哪些可借鑒的經(jīng)驗(yàn)？

A翁建剛：創(chuàng)新方案要取得市場的規(guī)模應(yīng)用，經(jīng)濟(jì)效益十分關(guān)鍵。從我們的測算來看，功率密度在12KW/M2以上的液冷方案相比風(fēng)冷已具備經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢，3年左右能夠?qū)崿F(xiàn)投資收益平衡。不僅如此，隨著液冷市場規(guī)模的擴(kuò)大，相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施成本也將進(jìn)一步降低。

中興通訊一直在持續(xù)進(jìn)行方案、產(chǎn)品、材料等多維度的成本優(yōu)化工作，目前已經(jīng)能夠提供端到端系統(tǒng)方案。在行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)維度，中興通訊積極推進(jìn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定，包括參與6項(xiàng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定、多項(xiàng)CDCC團(tuán)標(biāo)和運(yùn)營商企標(biāo)編寫，以及多篇白皮書撰寫，以此推動液冷市場發(fā)展。

A李金波：就已有經(jīng)驗(yàn)來看，高標(biāo)準(zhǔn)的生產(chǎn)技術(shù)規(guī)范和嚴(yán)格的品控管理體系，使得浪潮信息的天池液冷產(chǎn)業(yè)基地能夠?qū)崿F(xiàn)高品質(zhì)產(chǎn)品的規(guī)?；a(chǎn)。浪潮信息從研發(fā)設(shè)計(jì)的初始階段入手，建立了從部件選材到加工工藝的一整套高標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)技術(shù)規(guī)范，并具備大規(guī)模量產(chǎn)能力。同時(shí)，完備且嚴(yán)苛的產(chǎn)品測試體系，確保了高品質(zhì)的產(chǎn)品“智”造。

此外，標(biāo)準(zhǔn)化是推進(jìn)液冷數(shù)據(jù)中心發(fā)展的關(guān)鍵。通過標(biāo)準(zhǔn)化可以有效降低液冷應(yīng)用的技術(shù)門檻和成本門檻，從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化、批量化。通過與液冷產(chǎn)業(yè)鏈上下游的緊密合作，浪潮信息積極牽頭液冷專利與標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，助推液冷行業(yè)良性發(fā)展。截至目前，浪潮信息擁有500多項(xiàng)液冷技術(shù)領(lǐng)域核心專利，已參與制定和發(fā)布10余項(xiàng)冷板式液冷、浸沒式液冷相關(guān)設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，并牽頭制定《模塊化數(shù)據(jù)中心通用規(guī)范》國家標(biāo)準(zhǔn)，牽頭立項(xiàng)國內(nèi)首批冷板式液冷核心部件團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)，這對液冷產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展及液冷技術(shù)的大規(guī)模普及，具有重要的指導(dǎo)意義。

冷板式液冷發(fā)展較早，技術(shù)更成熟、生態(tài)更完善、改造成本更低，因此目前行業(yè)應(yīng)用以冷板式液冷為主。但直接接觸型液冷可最大程度上利用液體的比熱容優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)更高效制冷，未來有望占據(jù)主流市場。

A徐明微：上述問題歸結(jié)起來可看作冷卻液的選擇問題。目前冷卻液的選擇主要有兩個(gè)方向：一類是氟化液產(chǎn)品，另一類是合成類化工產(chǎn)品。兩類產(chǎn)品各有特點(diǎn)，適合不同的用戶。

為了確保產(chǎn)品的安全性和兼容性，網(wǎng)宿科技在上海嘉定云計(jì)算數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)園區(qū)成立了“液冷實(shí)驗(yàn)室”，并開展了一系列測試。此外，我們還與IT設(shè)備廠家聯(lián)合測試，并著重在液冷對IT設(shè)備兼容性、可靠性方面做了很多測試。

A柳星：標(biāo)準(zhǔn)化是推進(jìn)液冷數(shù)據(jù)中心發(fā)展的關(guān)鍵。作為國內(nèi)領(lǐng)先的浸沒式液冷科技企業(yè)，億萬克與行業(yè)40余家企業(yè)共同參編的《浸沒式冷卻液可靠性規(guī)范》已于2022年9月向業(yè)界發(fā)布。該規(guī)范明確了冷卻液在選擇、使用過程中需要關(guān)注的各項(xiàng)指標(biāo)及測試方法，并對關(guān)鍵指標(biāo)做出限定或要求，以確保浸沒式冷卻液在選擇和使用過程中安全可控，為數(shù)據(jù)中心浸沒式冷卻散熱技術(shù)的發(fā)展提供了必要依據(jù)。

Q：展望未來，您預(yù)期液冷能否完全替代風(fēng)冷？還是兩者以一定比例共存？如若共存，各自的適用場景有哪些？

A翁建剛：數(shù)據(jù)中心是數(shù)字經(jīng)濟(jì)的底座，數(shù)據(jù)中心的暖通架構(gòu)與其業(yè)務(wù)規(guī)模、算力類型、機(jī)柜功率密度、建筑形態(tài)以及造價(jià)等因素密切相關(guān)。因此，并不存在“最佳”的暖通架構(gòu)，只有“最適合”的暖通架構(gòu)。

在“東數(shù)西算”“雙碳”大背景下，不斷提升的功率密度和PUE設(shè)計(jì)要求已成為行業(yè)面臨的主要問題，液冷技術(shù)具有高密低碳等優(yōu)勢，已經(jīng)成為應(yīng)對數(shù)據(jù)中心散熱壓力和節(jié)能挑戰(zhàn)的必由之路。

A李金波：當(dāng)前，芯片功耗與服務(wù)器功耗逐步上升，與之對應(yīng)的是單機(jī)柜功率密度也不斷增大。高功耗芯片、高密度服務(wù)器及單機(jī)柜密度的演進(jìn)，對于傳統(tǒng)風(fēng)冷散熱來說，既容易出現(xiàn)局部熱點(diǎn)，影響換熱性能；又需要不斷降低送風(fēng)溫度，增大送風(fēng)風(fēng)量，影響制冷能耗。因此，傳統(tǒng)風(fēng)冷模式在換熱性能及能耗優(yōu)化方面逐步受限。

液冷技術(shù)能夠突破風(fēng)冷局限，解決數(shù)據(jù)中心高功耗、高密度散熱問題。通過有效利用自然冷源冷卻，液冷可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心PUE低至1.1，更好地促進(jìn)數(shù)據(jù)中心減少碳排放。因此，液冷將成為新型數(shù)據(jù)中心的首要選擇。隨著相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布并正式實(shí)施，液冷產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程有望順利推進(jìn)，據(jù)測算，預(yù)計(jì)2025年中國液冷數(shù)據(jù)中心的市場滲透率將達(dá)到20%以上。

A徐明微：在數(shù)據(jù)中心承載能力亟需提升的當(dāng)下，提升單機(jī)柜功率密度成為調(diào)和不斷增長的算力需求與有限的數(shù)據(jù)中心承載能力的關(guān)鍵。液冷技術(shù)適合提供高密算力，提升單柜部署密度，提高數(shù)據(jù)中心單位面積利用率。

從技術(shù)上看，數(shù)據(jù)中心的實(shí)際使用情況受網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算、存儲等應(yīng)用環(huán)境的影響，而液冷技術(shù)適合承擔(dān)其中的高算力部分。從長遠(yuǎn)來看，應(yīng)對服務(wù)器功率越來越高的趨勢，液冷技術(shù)將成為主流，占據(jù)更高比例。

A柳星：當(dāng)前，風(fēng)冷技術(shù)仍占據(jù)主導(dǎo)地位，但在技術(shù)創(chuàng)新與“雙碳”目標(biāo)的共同推動下，液冷技術(shù)在數(shù)據(jù)中心的滲透率將持續(xù)提升，并成為主流冷卻技術(shù)。《電信運(yùn)營商液冷技術(shù)白皮書》顯示，未來新建的IDC將全面推進(jìn)液冷技術(shù)，目標(biāo)是2024年開展規(guī)模測試，新建項(xiàng)目10%試點(diǎn)應(yīng)用液冷技術(shù)；2025年開展規(guī)模應(yīng)用，50%以上的數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目將采用液冷技術(shù)。

*本文刊載于《通信世界》總第924期 2023年7月25日 第14期

原文標(biāo)題：《企業(yè)共探液冷“新風(fēng)向”?由技術(shù)及應(yīng)用，健全體系正加速形成》

作者：包建羽（整理）

責(zé)編/版式：王鶴迦

審核：舒文瓊

監(jiān)制：劉啟誠