曙光數創公司：未來5至10年風液混冷將成主角
來源：中國能源新聞網 時間：2025-01-08 14:16
華軒
隨著數字經濟時代全面開啟，算力正以一種新的生產力形式，為各行各業數字化轉型注入新動能。
近日，正式發布的《綠色算力基礎設施液冷技術發展研究報告》顯示，根據工信部數據，2022年我國算力核心產業規模達到1.8萬億元，算力正加速向政務、工業、交通、醫療等各行業各領域滲透。截至2023年底，我國在用數據中心機架總規模超過810萬標準機架，算力總規模達到每秒230百億億次浮點運算，其中智能算力規模達到每秒70百億億次浮點運算，增速超過70%。全國算力樞紐節點20毫秒時延圈已經覆蓋了全國主要城市，算力產業在基礎設施建設、強化創新能力、推動應用落地等方面取得了積極成效。
算力規模大幅提升帶來AI服務器需求急劇增加，當前數據中心制冷技術以風冷為主，而未來AI集群算力密度普遍超20千瓦/柜，升級液冷需求迫切。
傳統風冷散熱方式已難以滿足當前需求
“一個芯片1000瓦，相當于一個電暖器了。”1月2日，曙光數創副總裁兼CTO張鵬博士感嘆道。
隨著物聯網、人工智能技術的發展，全球數據量呈指數級增長，對計算平臺提出了更高的靈活性和可擴展性要求。尤其是在人工智能應用場景日益廣泛的情況下，深度學習和神經網絡等技術的進步需要強大的算力支持，而傳統風冷散熱方式已難以滿足當前需求。
風冷技術使用空氣作為冷媒，通過空氣與發熱部件接觸換熱實現散熱的冷卻方式；而液冷技術則是以液體作為冷媒的冷卻方式，利用液體將數據中心IT設備內部元器件產生的熱量傳遞到設備外。
曙光數創產品部高級總監黃元峰博士指出，傳統的風冷散熱技術已經難以滿足高密度計算帶來的散熱需求，液冷技術以其高效散熱、低碳節能、高密部署等顯著優勢，逐漸成為數據中心算力基礎設施的首選技術之一。
在算力設備以及數據中心機房的高熱密度趨勢和高能效散熱要求的雙重推動下，預計未來液冷將成為主流的數據中心溫控方式。根據ICTresearch數據，2023年我國算力基礎設施（液冷溫控設備）市場規模約為9.27億元，連續三年持續高速增長。
《綠色算力基礎設施液冷技術發展研究報告》顯示，在算力基礎設施（液冷溫控設備）（不含IT設備）市場上，通過對曙光數創、綠色云圖、英維克、杭州云酷、廣東合一等廠商調研發現，以曙光數創為代表的公司經過多年的技術積累和沉淀，已經展現出較為明顯的技術優勢和市場先發優勢，占據國內市場的主要市場份額，2023年該公司份額約為61.3%，領先優勢明顯。
據悉，自2011年在國內率先提出液冷技術理念并啟動技術探索與研究以來，曙光數創不斷突破技術瓶頸，相繼推出了國內首款量產冷板式液冷服務器產品及其配套冷板液冷數據中心整體解決方案C7000、全球領先的全浸式液冷相變冷卻服務器及其配套浸沒液冷數據中心整體解決方案C8000，并完成了全球首個大規模相變浸沒液冷數據中心的商業化應用部署。
隨著液冷技術的優勢不斷顯現和傳統觀念的改變，在市場需求、政策要求和技術提高的多重推動下，液冷溫控設備（液冷基礎設施）的市場接受度不斷提高，傳統數據中心改造和新數據中心建設逐步采用液冷技術，液冷溫控設備（液冷基礎設施）普及速度加快，市場規模呈現快速增長的趨勢，預計到2030年中國液冷數據中心市場滲透率超過45%。
因地制宜創新“風液混冷”
2024年底，在2024第二屆全國先進計算技術創新大賽總決賽暨先進計算產業發展聯盟全體會議上，中科曙光與曙光數創聯合編寫的《新型綠電融合“風液混冷”智算數據中心解決方案》白皮書正式亮相。
曙光數創推出的新一代一體化風液混冷先進數據中心，以“1+1=1”（風冷+液冷=風液混冷）的創新理念，將風冷系統與液冷系統高效集成，一體化解決數據中心散熱需求。
該方案采用風、液共用一套冷源系統的方式，全面滿足數據中心風冷和液冷的冷卻需求。這一設計不僅簡化了系統結構，降低了建設和運維成本，還實現了風液冷卻的彈性調節，能夠根據不同場景和需求靈活調整冷卻方式，大大提高了能源利用效率。
這一特性為智算中心的設計、建設和部署提供了重要的參考依據，將有助于推動我國智算中心產業的健康快速發展。
同時，為實現一體化風液混冷數據中心，曙光數創還發布了6大新產品：從機柜內到機柜外，新一代CDU系列產品家族升級，提供更高效的換熱能力；1U 側壁導冷式內存液冷散熱組件，實現內存和CPU、GPU可靠液冷散熱，靈活度和性價比大幅提升；從室內到室外，液冷節能型精密空調，使風冷與液冷系統共用室外冷源，實現最大程度利用自然冷源；液冷節水型室外機，低成本極致節水。從硬件到軟件，中壓直轉HVDC系統，能效更高、系統更靈活、散熱效果更好；液冷一體化能效管理系統，智能調節運行狀態，在保障數據中心穩定的同時，進一步提升散熱效率。
張鵬預測：“我看到，未來至少5至10年，肯定是以風液混冷為主。”
他分析，算力中心或超算中心主要發熱源是承擔大數據量計算或復雜計算的算力型服務器的主芯片（CPU、GPU）和內存，且對于CPU、GPU和內存的性能要求高，功耗和發熱量也相對較高，適合部署液冷基礎設施實現高效散熱以發揮滿載性能，同時也有助于進一步提升單機架功率密度實現更高計算性能的輸出。而存儲類服務器，通常配置較多硬盤，對于算力及性能要求一般，配置的CPU一般不需要采用性能和功耗較高的型號，液冷投資收益不高，從投資效益的角度，存儲型服務器和網絡設備仍采用傳統風冷方式部署。
不難看出，風液混布更加符合實際需要。不管是考慮成本與效率，還是能源限制與環境保護，風液混布的設計方案將會成為部分數據中心建設或改造時考慮的可持續發展之道。
據張鵬介紹，曙光數創（青島）產業創新基地擁有兆瓦級液冷基礎設施實驗室等7大研發創新實驗室和4條先進生產線。該基地保障了曙光的生產與交付能力。同時，7大研發創新實驗室也為風液混冷技術的研發與測試提供了平臺。此外，2024年6月曙光專門成立了工程部，提升系統交付能力，讓客戶更省心、更安心。
為實現我國“雙碳”目標，曙光數創還提出了“源網荷儲”一體化的新概念和新模式。所謂“源網荷儲”一體化，即將能源的產生、電網、用電負荷和儲能系統進行有機整合，以實現能源的高效利用，并優化能源供需平衡。通過源源互補、源網協調、網荷互動、網儲互動和源荷互動等多種交互形式，“源網荷儲”一體化能夠顯著提升電力系統的功率動態平衡能力，為智算中心提供經濟、高效、安全的能源解決方案。
這一方案對于推動可持續能源發展、降低數據中心的碳排放具有重要意義，為實現我國“雙碳”目標貢獻了科技力量。
責任編輯：于學華
