作為5G、云計算、工業互聯網和人工智能的底層算力基礎設施，數據中心的價值大幅凸顯。在總規模達萬億的資金即將涌入之際，如何規模化建設適用未來的數據中心進而避免盲目建設和重復投資，成為業界討論的重點。

 

憑借有效降低能耗、減少故障率和突破環境局限等優勢，液冷技術已經成為全球數據中心發展的重要技術趨勢。目前，IBM、谷歌、英特爾等國際巨頭早已紛紛在該領域展開布局，在國內，以網宿科技、華為、中科曙光為代表的科技公司也積極投入了液冷的技術研發與市場拓展。

 

中國信息通信研究院云計算與大數據研究所所長何寶宏指出，高密度計算正促使數據中心液冷技術興起，液冷不僅是制冷方式的改變，更可能變革整個數據中心生態。

 

市場咨詢機構Technavio報告稱，數據中心建設方面的大量投資將推動全球液冷數據中心市場的發展。隨著“新基建”的大舉推進，液冷技術商用或將實現跨越式發展。

 

面向未來 液冷數據中心建設正當其時

 

知名市場研究機構ResearchandMarkets報告稱，到2025年，人工智能和機器學習的引入預計占亞太地區基礎設施投資的40%以上。與之相伴的是海量數據計算和存儲的更高要求，為了平衡效率和成本，數據中心將向高密度的方向發展。

 

根據媒體報道的華為全球數據中心設備業務高級副總裁兼首席技術官SanjayKumarSainani對未來數據中心圖景的闡述，目前，數據中心的平均功率為6-8kw/機柜。預計到2025年，數據中心的功率密度將達到15-20kw/機柜。

 

科智咨詢最新發布的《2019-2020中國IDC產業發展研究報告》指出，隨著數據中心計算力的提高，對于新建的數據中心而言，最大的資金投入不是建筑本身，而是保證電力供應的設備成本以及機房制冷成本。計算密度的增加已經讓一些大型數據中心的建設項目資金突破了10億美元大關，這其中制冷系統占了很大比重。

 

據了解，每臺電子設備在交流電或直流電上運行時都會產生熱量。為了防止服務器芯片組和組件出現故障、熔化和損壞，需要控制IT系統產生的熱量。

 

“從國內外最新的研究進展來看，應對大數據、超密度計算的‘功耗墻’，使用液態冷卻液替代空氣來對計算機設備進行冷卻，已在全球范圍內被驗證，并掀起了數據中心的技術革命。”網宿科技高級副總裁儲敏健表示。公開資料顯示，網宿科技旗下的全資子公司綠色云圖是國內最早布局液冷技術并成功商用的科技企業之一。

 

據介紹，和傳統的風冷技術相比，液體導熱能力是空氣的25倍，同體積液體帶走熱量是同體積空氣的近3000倍；其次，同等散熱水平時，液冷噪音水平比風冷噪音降低20-35分貝；另外，在耗電量方面，液冷系統約比風冷系統節省電量30%-50%，這使得數據中心有望擺脫地理位置等環境限制，順應物聯網等應用所需要的邊緣數據中心小型、分散和靠近用戶的需求。

 

何寶宏特別指出，傳統的風冷會帶來空氣的流動，必然會產生振動，而振動會直接影響IT系統的穩定性和壽命。在以毫秒計算的5G時代，底層算力系統的故障將可能造成經濟和安全方面的巨大風險。

 

DATABRIDGEMARKETRESEARCH預計，到2026年，液冷數據中心市場的初始估值將從2018年的14.3億美元增至1205億美元，年化復合增長率達30.45%。

 

“從風冷到液冷，改變的將不僅是制冷方式，而是整個數據中心的生態。”何寶宏認為，一旦數據中心的制冷方式從風冷轉為液冷，那么隨之發生改變的還有服務器的設計，以及整個數據中心的設計。

 

隨著液冷技術進一步完善，生態系統進一步成熟，或將引發數據中心產業的一連串革命。

 

5G加速全球液冷數據中心發展 國內廠商或彎道超車

 

根據我國“十三五”的規劃，2020年，新建大型云計算數據中心PUE值（評價數據中心能源效率的通用指標，PUE值越接近1，綠色化程度越高）將不得高于1.4。當前“新基建”倡導大力發展面向未來的新型信息化基礎設施建設，因此在降低能耗方面優勢顯著的液冷數據中心有望迎來爆發期。

 

數據中心巨頭Vertiv委托撰寫的一份451研究報告顯示，在全球接受調查的105家電信運營商中，大多數科技決策者預計5G將使電力需求增加2-3倍，從而引發相應的能源消耗增加。

 

在數據中心發展較為成熟的北美地區，數據中心液冷技術已經流行起來。微軟、英特爾、IBM、谷歌、3M、HPE等國際巨頭紛紛在液冷技術領域展開布局。

 

在2018年的谷歌I/O開發者大會中，谷歌宣布將首次在其數據中心采用液冷技術，并表示今后其數據中心的降溫方式將向液冷方向轉變。這被業內普遍解讀為，是為了適應谷歌TPU3.0高密度計算的要求。

 

同時，早在數年前，英特爾與液冷設備廠商GreenRevolutionCooling就共同進行了液冷方面的嘗試，并通過測試充分驗證了液冷在節能降耗方面的優異表現。在超級計算領域，IBM發布了液冷超算機Aquasar，HPE也在其超算產品線發布了Apollo8000系列的液冷產品。

 

在國內，受市場和政策的雙重驅動，網宿科技、華為、聯想、中科曙光等科技公司已經在圍繞液冷技術積極展開布局，進一步推動液冷技術的商用落地。

 

其中，網宿科技旗下的綠色云圖是國內該領域頭部梯隊的代表性企業。綠色云圖2017年不僅在國內推出了首個規模投入商用的直接浸沒式液冷數據中心，自2018年開始，該公司連續獲得了中國質量認證中心（CQC）節能技術權威認證，并入選了工信部《綠色數據中心先進適用技術產品目錄（2018年版）》，以及《綠色數據中心先進適用技術產品目錄（2019年版）》。近兩年來，綠色云圖參與編寫了國內首部《液冷應用及發展白皮書》，并發起成立了國內首個液冷綠色數據中心產業聯盟。

 

公開資料顯示，綠色云圖在技術性能上處于全球領先地位。聯想公布的“free-cooling”液冷系統的PUE值控制在1.1，綠色云圖的液冷數據中心則以1.049的PUE均值刷新了數據中心能耗的最新記錄，甚至低于谷歌數據中心公布的1.09的極限值。

 

ResearchAndMarkets指出，液冷數據中心的技術浪潮將鼓勵專業液冷技術供應商與原始設備制造商合作，以改善他們的產品。根據《2020年中國數據中心行業發展洞察報告》，獨立第三方數據中心以建設速度快、客戶定制性強、PUE大多更低等優勢而越來越受到認可。在“新基建”提速的大背景下，“電信運營商+專業液冷數據中心服務商”的合作模式不失為一種可行路徑。

 

“以前的數據中心是圍繞網絡而發展的，今天數據中心則變成了一個相對獨立的發展領域。”何寶宏強調，數據中心已經成為流量最密集、業務最密集的領域。

 

網宿科技高級副總裁儲敏健表示，綠色數據中心的時代已經到來，國家“新基建”將為數據中心的轉型升級注入強勁的發展新動能，將給液冷數據中心的商用帶來重大的發展機遇。網宿將不斷升級優化液冷技術，適應市場需求推出不同品類的液冷數據中心產品，為“新基建”貢獻一份技術力量。