數字經濟已成為當前主要經濟形態,數字化轉型正在驅動生產方式、生活方式和治理方式發生深刻變革。數據中心作為承載各類數字技術應用的物理底座,在新基建政策加持,以及數字經濟快速發展下,始終保持強勁增長態勢。“十四五”期間,數據中心產業將進入新的發展階段。隨著八大節點、十大集群正式全面建設,“東數西算”工程再次掀起新一輪數據中心建設高潮。

尤其是“2030年碳達峰、2060年碳中和”的雙碳目標發布后,國家政策的引導和未來監管成為數據中心節能降耗的強勁驅動力。如何更好降低數據中心PUE,已經成為行業的重點和難題。

數據中心液冷未來滲透率達50%,2025年市場規模超千億

液冷技術通過冷卻液體替代傳統空氣散熱,液體與服務器高效熱交換,提高效率,挖潛自然冷源,降低PUE,包括冷板式液冷、浸沒式液冷、噴淋式液冷等技術,正逐步成為新型制冷的解決方案。2023年6月5日三家主要電信運營商在《白皮書》明確提出未來3年愿景,2023年將開展技術驗證,主流廠家解耦液冷產品研發完成;2024年開展規模測試,新建數據中心項目10%規模試點應用液冷技術,推進生態成熟;2025年開展規模應用,未來50%以上的數據中心項目要實現應用液冷技術,技術、生態、應用全面領先。根據賽迪顧問預測,隨著AIGC和數據要素加速發展,高功率單機柜將迅速普及,預計2025年,全球數據中心單機柜平均功率有望達到25kW,國內液冷市場規模超1200億元,液冷市場空間將進一步打開。

“碳達峰”和“東數西算”PUE監管趨嚴,液冷技術發展迎政策紅利

2021年11月發改委印發《貫徹落實碳達峰碳中和目標要求推動數據中心和5G等新型基礎設施綠色高質量發展實施方案》,明確“到2025年,新建大型、超大型數據中心PUE降到1.3以下,國家樞紐節點降至1.25以下。”2022年1月發改委同意啟動建設全國一體化算力網絡國家樞紐節點的系列復函中明確要求國家算力東、西部樞紐節點數據中心PUE分別控制在1.25、1.2以下。數據中心耗能較高,電力成本占運營總成本的60%-70%,2019年以“風冷”技術為代表的傳統數據中心,其耗能中約有43%用于IT設備的散熱,與IT設備自身的能耗(45%)基本持平,PUE值普遍在1.4以上,在“碳達峰”和“東數西算”宏觀形勢下,國家對數據中心PUE監管要求不斷提高、達標時間不斷提前,風冷方案在某些地區可能無法嚴格滿足要求,液冷技術發展迎政策良機。

AI大模型釋放算力需求,液冷有望成為制冷主流

AI大模型訓練和推理運算所用的GPU服務器的功率密度將大幅提升,5月29日,NVIDIA宣布推出一款由NVIDIAGH200GraceHopper超級芯片和NVIDIANVLinkSwitchSystem驅動的AI超級計算機,它是將256個NVIDIAGraceHopper超級芯片完全連接到單個GPU中的新型AI超級計算機,支持萬億參數AI大模型訓練,對服務器的制冷能力提出了極高的要求。液體相對空氣能夠傳熱更快(相差20~25倍),能夠帶走更多熱量(相差2000~3000倍),給高密部署提供了較好方案。通常液冷數據中心單機柜可以支持30kw以上的散熱能力,并能較好演進到100kw以上,在高密度算力大規模部署的背景下,采用液冷技術的服務散熱能力和經濟性有明顯優勢,有望成為未來主要的制冷形式。

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(關鍵字：制冷)