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06-17
随着单芯片能耗、单机柜密度不断上升，液冷在数据中心的发展已成为成为行业共识。
然而，在行业大规模应用之前，液冷标准的缺失以及行业的不成熟成为当前液冷行业的最大制约因素。
一年来，浪潮信息进行了一两百次客户交流，话题都大同小异。
他们谈论了液体冷却。
这个数字比上一年增加了10倍以上。
“大家都认为液冷是未来最好的解决方案。
这是一个重要的发展趋势。
”浪潮信息服务器产品线总裁赵帅表示。
英特尔营销集团中国区数据中心销售副总裁总经理·庄秉翰透露，国内互联网、运营商、金融等多个使用服务器的头部行业目前已经完成了液冷的POC阶段，进入了应用阶段。
的规模化发展。
采用状态。
01.欢迎来到液冷时代。
液冷服务器的整体市场表现直观地反映了这一趋势。
IDC发布的报告显示，上半年中国液冷服务器市场规模达到6.6亿美元，同比增长0.3%，全年市场规模预计将达到89亿美元。
“随着液冷技术的标准化以及液冷产品部署成本的降低，液冷已进入快速推广应用阶段。
”信息通信研究院产业与规划研究所副总工程师王庆表示，领先的互联网企业和三大运营商已经在积极推进液冷试点。
作为行业先锋用户，阿里巴巴、京东等领先的互联网公司已经建设了液冷数据中心。
运营商也正在采取行动。
2020年6月，三大运营商联合发布液冷技术白皮书，提出“三年愿景”：2020年开展液冷技术验证； 2018年进行规模测试；在10%的新建数据中心项目中试点应用液冷技术；推动产业生态成熟； 2020年及以后将进行大规模应用，超过50%的数据中心项目将应用液冷技术。
据测算，液冷渗透率今年有望达到20%以上。
“目前，基本上所有运营商和银行都计划在新建的数据中心采用液冷，但真正的建设应该在年初开始大量建设。
”液体冷却 随着冷却成为业界关注的焦点，数据中心冷却已经走到了十字路口。
过去的风冷散热已经越来越难以满足需求，发展液冷已成为行业共识。
其背后的原因是，首先，处理器性能不断提升，传统风冷越来越难以跟上需求。
例如，英特尔第四代至强处理器最多支持60个核心，而在未来一两年内，这个数字将达到一两百个核心。
通用算力从2017年的最高W迅速发展到2016年的四五百瓦。
“传统风冷散热将遇到瓦以上的巨大挑战。
”信息通信研究院王庆说。
风冷无论是经济性还是散热效率都已经达到了极限。
如果散热跟不上，就会影响处理器的运行效率和使用寿命，造成资源浪费。
更严峻的挑战来自于近年来智能算力需求的爆发，尤其是大型模型的兴起，催生了对AI算力的巨大需求。
OpenAI数据显示，达到ChatGPT4的参数规模后，其算力每三到四个月就会翻一番。
有组织预测，到2020年，智能计算的需求将比目前水平翻倍，呈指数级增长。
与通用算力相比，AI算力具有更高的功率，对散热的要求也更严格。
GPU的功耗从2007年的约100瓦增加到2016年的700至800瓦。
单机芯片密度更高的GPU在散热方面将遇到更大的挑战。
除了自身的散热需求。
由于数据中心是能源消耗大户，国家层面对数据中心PUE的要求越来越严格。
例如，全国新建大型、超大型数据中心的PUE必须降至1.3以下。
北京甚至要求新建数据中心的PUE值低于1.2。
而传统风冷数据中心的PUE目前可以达到1.4-1.5，液冷可以达到接近1.1。
这些硬指标的背后，意味着行业迫切需要寻找更高效的散热方式。
“现在处理器的功耗越来越高，想要最大限度地发挥处理器的性能，没有液冷就无法解决散热问题。
”据测算，要实现千瓦级的散热，如果完全采用传统风冷空调，将消耗约千瓦级的电力。
;采用气液混合冷却，以液冷散热为主，结合空调风冷辅助，需要kW左右的电能；而采用全液冷仅需30kW左右的电能。
可见，全液冷相比风冷可节能90%以上。
数据中心液冷占比越高，节能效益越明显。
02.规模越大，液冷的优势越明显。
与风冷利用风扇、空调等空气热交换来散热相比，液冷利用矿物油、氟化液体等作为制冷剂带走服务器内的热量。
由于液冷的单位体积比热容是风冷的两倍以上，所以目前液冷的PUE一般可以达到1.1，甚至继续接近1.0。
从机柜功率密度来看，风冷数据中心机架年平均功率为8.5kW/柜，而液冷单机柜功率密度可超过kW。
两者相差10倍以上。
以配备台湾浪潮信息高密度服务器i24M7的数据中心为例，风冷散热条件下数据中心的PUE为1.58。
采用气液混合散热，PUE可降至1.16。
通过全液冷冷板散热可以降低PUE。
跌破1.05。
液冷分为直接液冷和间接液冷。
例如浸没式液冷就是直接液冷，将整个机柜浸泡在冷却液中；冷板液冷是通过冷板进行液冷，达到散热的效果，是间接的。
液体冷却。
目前，由于浸没式液体冷却技术不成熟、成本较高，大规模应用还需要一段时间。
但冷板液冷在整个液冷市场的应用比例超过90%。
与其他液体冷却方法相比，冷板液体冷却需要对机柜和服务器进行最少的修改。
冷却剂不会直接接触服务器中的芯片和其他部件。
它对材料兼容性要求相对较低，可以与不同制造商和型号的计算设备一起使用。
兼容，为客户提供更多的硬件选择。
并且在运维方面，客户的使用习惯和运维模式不会改变。
在利用率最大化的情况下，冷板液冷可以保证原有空间、供电、承重等因素基本不变，大大提高散热效果，甚至可以帮助老旧数据中心实现重新兼容。
平台升级，还可以实现东部多个数据中心的改造利用。
除了兼容复用、方便部署之外，成本也是外界在选择液冷时非常关心的话题。
“2019年，整个液冷数据中心1KW的制冷成本预计将降至1000元。
”王庆说道。
“与风冷相比，冷板液冷的初期建设成本较高，但数据中心运行1.5年左右即可收回成本。
”数据中心产品部副总监李金波表示。
浪潮信息。
但随着产业链的成熟和标准的建立，浪潮信息有望在2019年实现“风液同价”。
赵帅透露，坚定采用液冷的用户主要有两类近年来：一是超大规模部署的用户。
“客户越大，他们采用的液体冷却就越多。
”规模越大，液冷效果越明显。
;另一类是智能计算中心的用户。
AI算力消耗更多电量，对散热的需求也更强。
“单机功耗在6千瓦到12千瓦之间，液冷的TCO效益非常高。
” 当然，《全液冷冷板系统参考设计及验证白皮书》也指出，目前液冷服务器存在一些困难。
例如，除了CPU、GPU、内存之外，目前业界对于如何通过冷板液冷对服务器中其他发热部件进行散热的探索相对较少。
该方案尚不成熟，无法灵活应用于传统通用服务器架构。
不过，为了推动液冷产业的成熟和规模化，浪潮信息做出了很多努力和尝试。
例如，在内存和硬盘的液冷方面，首创内存睡眠液冷解决方案和创新的硬盘液冷解决方案，实现无水更换。
热插拔，在实现高密度算力的同时，不仅能大幅降低成本、缩短开发周期，还能有效提升安全性和可靠性。
根据IDC数据，浪潮信息液冷服务器市场份额*。
浪潮信息天池液冷产业基地已实现液冷产品标准化、品质化、系列化生产，年产能超10万台。
03. 制定标准是重中之重。
“技术成熟，但产业不成熟”是液冷行业的现状。
这种格局形成的背后，是液冷行业缺乏统一的行业标准体系和产业分工。
“液冷服务器标准化程度不高，兼容性不够，这是我们推广液冷服务器面临的最大困难。
”赵帅说道。
产业链上各企业技术路径多样，产品规格差异较大，产品质量参差不齐。
各液冷模组互不兼容，使得用户的购置成本和使用门槛较高。
Gartner在《中国ICT技术成熟度曲线》报告中也提到了这一点。
可持续数据中心技术的标准化仍然滞后。
一些行业标准仍在讨论中。
例如，液冷标准和规范亟待完善，标准发布的市场化需要时间。
来实施。
同时，由于新技术缺乏长期、大规模的部署验证，用户对技术的可靠性、安全性、有效性存在疑虑。
需要更加完整、详细的规范和标准来引导产业生态从混乱走向有序。
持续创新提高技术成熟度，实现标准化和快速应用，从而树立市场信心。
建立液冷行业标准体系成为当务之急。
2020年1月，浪潮信息与英特尔联合发布全球首款全液冷冷板参考设计，并推出全液冷冷板服务器的首个实践。
一方面，双方从系统级解决方案出发，采用模块化解耦设计思维，兼容不同厂家、不同型号的计算设备，探索高能效、易操作、高性价比的全液冷冷板。
维护、使用更安全、兼容性更好。
服务器设计；另一方面，通过设计开放，行业探索全液冷冷板解决方案，加速全液冷冷板技术的普及和规模化应用，推动产业化进程。
英特尔解决方案顾问李长忠透露，一年多前，英特尔与浪潮信息携手，共同打通液冷产业最后一公里，降低液冷成本，推动液冷产业化落地。
双方共同秉持对全行业的承诺和开放生态的理念，希望以开放的形式与全行业分享成果。
最终，双方携手中国电子技术标准化研究院、开放计算标准工作委员会（OCTC）共同打造了《全液冷系统参考设计及测试白皮书》，其中包括参考设计、实践验证以及未来的思考和展望。
除了全液冷参考设计白皮书外，浪潮信息还参与了十多项冷板液冷、浸入式液冷相关设计技术标准的制定和发布。
例如，牵头编制并发布了国内首个冷板液冷核心部件团体标准。
，填补冷板液冷数据中心标准空白，并牵头制定《集装箱式数据中心机房通用规范》和《模块化数据中心通用规范》国家标准。
赵帅表示，浪潮信息这样做，首先是为了让客户意识到他们关心的问题已经得到解决，增强用户对液冷的信心；其次，我们制定的冷板液冷系统和标准已经经过行业实践认可，能够批量、大规模部署和快速实施。
而且，很多问题只有经过大规模的工业实践才会发现。
浪潮信息希望针对发现的问题制定标准，形成指导性规范，从而更快更好地引爆市场，吸引一些对液冷持观望态度的客户。
，即可进入快速部署阶段。
2017年，浪潮信息将“All in液冷”纳入公司发展战略。
目前该系列产品均支持液冷，并提出了到2020年实现“风液同价”的目标。
这也意味着需要更加开源和开放，建立标准，以便每个人都可以使用它并实现规模经济。
“如果你只做自己的事，你的液冷永远是优越的，很难做到风冷、液冷同价，这就是我们标准化的意义和价值。
”赵帅说道。
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