曙光數(shù)創(chuàng)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(wǎng) 時間：2025-01-08 14:16
華軒
隨著數(shù)字經(jīng)濟時代全面開啟，算力正以一種新的生產(chǎn)力形式，為各行各業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型注入新動能。
近日，正式發(fā)布的《綠色算力基礎設施液冷技術發(fā)展研究報告》顯示，根據(jù)工信部數(shù)據(jù)，2022年我國算力核心產(chǎn)業(yè)規(guī)模達到1.8萬億元，算力正加速向政務、工業(yè)、交通、醫(yī)療等各行業(yè)各領域滲透。截至2023年底，我國在用數(shù)據(jù)中心機架總規(guī)模超過810萬標準機架，算力總規(guī)模達到每秒230百億億次浮點運算，其中智能算力規(guī)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(jié)點20毫秒時延圈已經(jīng)覆蓋了全國主要城市，算力產(chǎn)業(yè)在基礎設施建設、強化創(chuàng)新能力、推動應用落地等方面取得了積極成效。
算力規(guī)模大幅提升帶來AI服務器需求急劇增加，當前數(shù)據(jù)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(tǒng)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?！?月2日，曙光數(shù)創(chuàng)副總裁兼CTO張鵬博士感嘆道。
隨著物聯(lián)網(wǎng)、人工智能技術的發(fā)展，全球數(shù)據(jù)量呈指數(shù)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(jīng)網(wǎng)絡等技術的進步需要強大的算力支持，而傳統(tǒng)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(fā)熱部件接觸換熱實現(xiàn)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(shù)據(jù)中心IT設備內(nèi)部元器件產(chǎn)生的熱量傳遞到設備外。
曙光數(shù)創(chuàng)產(chǎn)品部高級總監(jiān)黃元峰博士指出，傳統(tǒng)的風冷散熱技術已經(jīng)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(jié)能、高密部署等顯著優(yōu)勢，逐漸成為數(shù)據(jù)中心算力基礎設施的首選技術之一。
在算力設備以及數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)中心溫控方式。根據(jù)ICTresearch數(shù)據(jù)，2023年我國算力基礎設施（液冷溫控設備）市場規(guī)模約為9.27億元，連續(xù)三年持續(xù)高速增長。
《綠色算力基礎設施液冷技術發(fā)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(shù)創(chuàng)、綠色云圖、英維克、杭州云酷、廣東合一等廠商調(diào)研發(fā)現(xiàn)，以曙光數(shù)創(chuàng)為代表的公司經(jīng)過多年的技術積累和沉淀，已經(jīng)展現(xiàn)出較為明顯的技術優(yōu)勢和市場先發(fā)優(yōu)勢，占據(jù)國內(nèi)市場的主要市場份額，2023年該公司份額約為61.3%，領先優(yōu)勢明顯。
據(jù)悉，自2011年在國內(nèi)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(shù)創(chuàng)不斷突破技術瓶頸，相繼推出了國內(nèi)首款量產(chǎn)冷板式液冷服務器產(chǎn)品及其配套冷板液冷數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)中心整體解決方案C8000，并完成了全球首個大規(guī)模相變浸沒液冷數(shù)據(jù)中心的商業(yè)化應用部署。
隨著液冷技術的優(yōu)勢不斷顯現(xiàn)和傳統(tǒng)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(tǒng)數(shù)據(jù)中心改造和新數(shù)據(jù)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(guī)模呈現(xiàn)快速增長的趨勢，預計到2030年中國液冷數(shù)據(jù)中心市場滲透率超過45%。
因地制宜創(chuàng)新“風液混冷”
2024年底，在2024第二屆全國先進計算技術創(chuàng)新大賽總決賽暨先進計算產(chǎn)業(yè)發(fā)展聯(lián)盟全體會議上，中科曙光與曙光數(shù)創(chuàng)聯(lián)合編寫的《新型綠電融合“風液混冷”智算數(shù)據(jù)中心解決方案》白皮書正式亮相。
曙光數(shù)創(chuàng)推出的新一代一體化風液混冷先進數(shù)據(jù)中心，以“1+1=1”（風冷+液冷=風液混冷）的創(chuàng)新理念，將風冷系統(tǒng)與液冷系統(tǒng)高效集成，一體化解決數(shù)據(jù)中心散熱需求。
該方案采用風、液共用一套冷源系統(tǒng)的方式，全面滿足數(shù)據(jù)中心風冷和液冷的冷卻需求。這一設計不僅簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，降低了建設和運維成本，還實現(xiàn)了風液冷卻的彈性調(diào)節(jié)，能夠根據(jù)不同場景和需求靈活調(diào)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(jù)，將有助于推動我國智算中心產(chǎn)業(yè)的健康快速發(fā)展。
同時，為實現(xiàn)一體化風液混冷數(shù)據(jù)中心，曙光數(shù)創(chuàng)還發(fā)布了6大新產(chǎn)品：從機柜內(nèi)到機柜外，新一代CDU系列產(chǎn)品家族升級，提供更高效的換熱能力；1U 側(cè)壁導冷式內(nèi)存液冷散熱組件，實現(xiàn)內(nèi)存和CPU、GPU可靠液冷散熱，靈活度和性價比大幅提升；從室內(nèi)到室外，液冷節(jié)能型精密空調(diào)，使風冷與液冷系統(tǒng)共用室外冷源，實現(xiàn)最大程度利用自然冷源；液冷節(jié)水型室外機，低成本極致節(jié)水。從硬件到軟件，中壓直轉(zhuǎn)HVDC系統(tǒng)，能效更高、系統(tǒng)更靈活、散熱效果更好；液冷一體化能效管理系統(tǒng)，智能調(diào)節(jié)運行狀態(tài)，在保障數(shù)據(jù)中心穩(wěn)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?！?/p>
他分析，算力中心或超算中心主要發(fā)熱源是承擔大數(shù)據(jù)量計算或復雜計算的算力型服務器的主芯片（CPU、GPU）和內(nèi)存，且對于CPU、GPU和內(nèi)存的性能要求高，功耗和發(fā)熱量也相對較高，適合部署液冷基礎設施實現(xiàn)高效散熱以發(fā)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(xiàn)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(wǎng)絡設備仍采用傳統(tǒng)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(huán)境保護，風液混布的設計方案將會成為部分數(shù)據(jù)中心建設或改造時考慮的可持續(xù)發(fā)展之道。
據(jù)張鵬介紹，曙光數(shù)創(chuàng)（青島）產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新基地擁有兆瓦級液冷基礎設施實驗室等7大研發(fā)創(chuàng)新實驗室和4條先進生產(chǎn)線。該基地保障了曙光的生產(chǎn)與交付能力。同時，7大研發(fā)創(chuàng)新實驗室也為風液混冷技術的研發(fā)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(tǒng)交付能力，讓客戶更省心、更安心。
為實現(xiàn)我國“雙碳”目標，曙光數(shù)創(chuàng)還提出了“源網(wǎng)荷儲”一體化的新概念和新模式。所謂“源網(wǎng)荷儲”一體化，即將能源的產(chǎn)生、電網(wǎng)、用電負荷和儲能系統(tǒng)進行有機整合，以實現(xiàn)能源的高效利用，并優(yōu)化能源供需平衡。通過源源互補、源網(wǎng)協(xié)調(diào)、網(wǎng)荷互動、網(wǎng)儲互動和源荷互動等多種交互形式，“源網(wǎng)荷儲”一體化能夠顯著提升電力系統(tǒng)的功率動態(tài)平衡能力，為智算中心提供經(jīng)濟、高效、安全的能源解決方案。
這一方案對于推動可持續(xù)能源發(fā)展、降低數(shù)據(jù)中心的碳排放具有重要意義，為實現(xiàn)我國“雙碳”目標貢獻了科技力量。
責任編輯：于學華
