数据中心，步入液冷新时代

在2021年发布的“十四五”规划纲要中，第五篇重点提出了：加快数字化发展 建设数字中国，以数字化转型整体驱动生产方式、生活方式和治理方式变革。

与此同时，我们看到了以数据中心为基础的云计算、大数据、虚拟现实、工业互联网、区块链和人工智能等数字经济重点产业领域正在迎来发展的爆发期。

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高增速与高能耗，

数据中心发展面临巨大挑战

正所谓“坐而论道易，起而行之难”，海量数据中心的崛起带来了能耗难题。中国建筑标准设计研究院数据中心设计研发部副主任吴晓晖，在OCP China 2022液冷分论坛演讲中表示，2019年绿色和平发布的《点亮绿色云端：中国数据中心能耗与可再生能源使用潜力研究》指出，2018年中国数据中心总用电量为1608.89亿千瓦时，占中国全社会用电量2.35%。2019 -2023年数据中心总用电量将增长66%，年均增长率达到10.64%，预计2023 年中国数据中心总用电量将达到惊人的2667.92亿千瓦时。

工业互联网、区块链、人工智能等技术的飞速发展对算力提出了更高要求，在大兴土木的同时，数据中心等新型基础设施绿色高质量发展势在必行。在政策的指引下，降低PUE、提升绿色低碳等级，推动东西部算力均衡、提高能源利用率，实行能耗动态检测、形成健全的测算体系和统计方法等等方案迅速成为了新焦点。

“5000吨标煤以上能耗的数据中心都要接入北京市发改委的平台进行监测。大型数据中心PUE值要小于1.3，国家枢纽节点PUE值要小于1.25。我国西部能源利用率要从30%提升至50%。”吴晓晖表示，数据中心低碳发展政策趋严，给IT企业提出了新挑战。

如果不是常年低温的高纬度地区，传统数据中心要想“挑战”1.25级别的PUE值，难度非常之高。根据资料显示，到2023年数据中心耗电量将达到2700亿千瓦时，增幅约31.6%，分析数据中心生命周期费用占比，电费占比最高达57%，是基础设施和IT设备投资的近2倍。

你知道吗？数据中心里的耗电“巨擘”中，制冷系统可以算是其中之一，其所占电量高达43%，几乎与每天嗡嗡作响辛勤“劳作”的服务器、存储、网络等IT设备相当，主要还是机柜计算密度高，CPU、GPU等芯片功耗不断攀升所致。因此，优化制冷系统是数据中心提高能源效率的重要环节。

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液冷，数据中心发展新方向

液冷技术的出现，解决了这些难题！

谈到液冷的效果，我们先来看看内燃机。普通小排量摩托车，发动机小巧且简单，采用普通风冷散热方式就能够正常工作。

但到了汽车发动机上，动辄4缸、6缸的大排量发动机短时间内就会产生巨大热量，传统风冷根本无法满足需求，所以液冷成为了主要散热方式。冷却液携带大量热能通过水泵循环至发动机之外，再通过大面积散热片进行散热，保障了任何工况下发动机都不会过热，极大提升了稳定性及功耗输出。

同理，数据中心液冷散热也是如此。据资料显示，2020年风冷数据中心平均机架功率为8.5kW/机柜，而液冷单机柜功率密度可超100kW，对比风冷，提升10倍以上。通过有效利用自然冷源冷却，液冷可实现数据中心PUE低至1.1，更好地促进数据中心减少碳排放。

液冷机柜密度的提升也带来了更高的空间利用率，这对于寸土寸金的数据中心而言可以进一步降低运维、部署成本，也是液冷在大型数据中心里备受青睐的原因之一。

“数据中心已经进入了绿色时代。绿色节能、快速交付、统一管理是新型数据中心的核心诉求。基于国家政策要求及液冷技术与产品的特点优势，液冷将成为未来新型数据中心建设的重要趋势。建设液冷数据中心既要发挥液冷自身的特点优势，又需要综合考虑客户的实际需求和行业技术现状。”谈到液冷的发展，浪潮信息数据中心液冷产品经理李金波在OCP China Day2022液冷分论坛演讲中这样介绍道。

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浪潮信息推动液冷数据中心标准化

现在，我们看到众多服务器厂商都推出过液冷相关产品，但真正从战略层面进行布局的可谓寥寥无几。相比之下，浪潮信息在这方面则独具慧眼。

2022年，浪潮信息将“All In液冷”纳入公司发展战略中，全栈布局液冷，实现了服务器全产品线产品都能够支撑液冷，提供液冷智算中心整体解决方案，并建立了亚洲最大的液冷数据中心研发生产基地，让数据中心PUE能够低于1.1。

浪潮信息深耕冷板式液冷，采用了模块化、预制化设计，推动液冷产业化发展，让液冷不再“小众”。

在李金波的演讲中，我们多次听到了“标准化”这个词。其实仔细观察不难发现，当今液冷系统欠缺的恰恰是标准化。

笔者曾经参观过多套液冷数据中心，它们位于德国、美国、我国计算中心或知名高校，但它们挥之不去的烙印就是采用了定制化设计，虽然技术非常先进，但成本高昂且可复制性较低，可以说仅仅适合当前应用，并不完全具备大规模部署的能力。

浪潮信息所提出的标准化，则是解决这些问题的根本。

现阶段，液冷服务器包含通用服务器、高密服务器、AI服务器等，由于应用场景的不同，他们所支持的CPU、GPU等芯片对应的发热功耗千差万别，流量需求及对外的接口等在很多时候也是不相同的。

面对如此多种类的服务器，在共用的时候，如何能够实现统一使用、减少核心部件的定制，是一个非常重要的点。

以冷板式液冷为例，在充分考虑芯片发热功耗及冷板固定模式前提下，浪潮信息提出一套新的解决方案，通过标准化的解热内核，加上统一固定导热框来实现。

此外，浪潮信息对液冷接口也进行了标准化设计，包括快接头接口形式、材质及插接方式，连接管路的规格、材质等，从而逐渐形成了服务器内部液冷标准化。

浪潮信息预制化液冷数据中心解决方案提供了八大预制化箱体，包括：IT箱、液冷冷源箱、油机箱、走廊箱、电力箱、集成冷源箱、楼梯箱，可以按需叠拼；有单元级、包间级、建筑级、园区级等不同颗粒度的划分；与土建解耦，不受现场条件限制，可在室外快速高效部署，交付效率提升30%，接水接电即可运行。在充分利用客户机房空间的前提下，数据中心部署时间从3个月缩短至两周，发挥液冷数据中心的真正优势。

在监控管理方面，液冷监控系统应该同样实现统一化、标准化。浪潮信息数据中心智能管理系统能够全方位管理每个机柜及每台服务器，实现供水量、水温等核心参数智能调控，尤其是漏液故障后，能实现精准定位、告警及停机，进一步将风险控制在最小影响范围，确保系统高安全性。

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浪潮信息布局全产业链高效协同发展

不同于其他常见的IT配件，液冷是一套完整的冷却系统，发展液冷既需要强大的技术实力，还需要完善的液冷生产制造能力。

浪潮信息构建了亚洲最大的液冷数据中心研发生产基地，该基地就像当今炙手可热的特斯拉超级工厂一样，具备从研发、测试、生产、品控、交付的全链条液冷智造能力，年产量达到了10万台，并实现了业界首次冷板式液冷整机柜的大批量交付，能够帮助数据中心用户将PUE降至1.1以下，整体交付周期仅为5-7天。

据资料显示，浪潮信息液冷数据中心研发生产基地可支持冷板、节点、整机柜等快速插拔、换热、流动等整体性能与功能测试，同时支持气密、打压、排液、烘干等工艺，全流程保障可靠性测试。

从设备原料入库、过程制造、设备出厂均有严格的质量管控。基地本身就是一个新型预制化液冷数据中心样板，实现高密度的测试柜配置、预制化的管路环网设计、全时段全参数监控与调控。

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液冷助力数据中心节能降耗

在浪潮信息与合作伙伴的努力下，一座座绿色数据中心正在快速崛起，它们在符合城市规划发展的同时也为企业带来了更高的效率与更低的运维成本。

据李金波介绍，浪潮信息与京东云联合发布的液冷整机柜服务器支持冷板式液冷，散热能效提升50%，与传统风冷整机柜相比，数据中心部署整体能耗降低40%以上，支持计算、存储、网络模块的一体化交付，高效运维部署，交付速度提高5-10倍，已经在京东云数据中心实现规模化部署，为京东618、双十一、虎年央视春晚红包互动等提供了基础算力保障，性能提升34%-56%，帮助数据中心降低PUE，实现低碳节能。

高密度计算带来的能耗挑战，促使数据中心液冷技术兴起发展。浪潮信息联合燧原科技发布了计算能力超群的“钱塘江”智算中心方案。

作为液冷与AI的结合体，钱塘江智算中心方案独具特色，它是全球首台开放加速模组液冷计算平台。实现了单节点8颗400W高性能AI芯片液冷散热，支持50摄氏度中高温水运行，智算中心整体PUE低于1.1，这在风冷时代是难以想象的。

在计算力方面，钱塘江智算中心方案基于浪潮AI服务器系统，配备了燧原科技高能效AI算力芯片邃思2.0。实现了单集群超过200P峰值AI算力（TF32），并支持按需横向扩容。

2022年我们看到了全球生态环境触目惊心的一幕，北极冰川持续融化、全球气候变暖、旱灾、内涝等事件频发，部分城市还出现了持续40摄氏度以上高温，可以说减少碳排放已经成为当务之急。多年来，我国也一直致力于节能减排，在很多领域升级产业结构，十四五规划中数据中心的相关政策也是重要的一环。

正如李金波所说的那样：浪潮信息一直致力于帮助用户构建绿色节能的数据中心，从而减少碳排放。未来浪潮信息会继续以用户的实际需求为基石，结合产学研的创新驱动，完善的生产体系架构，打造标准化、规范化的液冷核心产品，推动整个液冷产业构建及技术创新。