近年来计算力需求的增加直接推动了社会的进步 。 伴随着
新基建时代的到来 ,5G网络 ,
人工智能和工业互联网将得到飞速发展 ,社会经济进步对计算能力的巨大需求 ,在此种情况下,提供超强算力的大型
数据中心以及服务近场数据处理的
边缘数据中心必将加速建设和部署。
根据某咨询公司发布的IDC产业发展研究报告,预计2019年到2022年中国的IDC产业,市场规模增长率将会达到26.9%,且和数据中心建设相关的行业也将连带着获得发展,那时候,中国将会形成一幅全新的数字经济时代生态版图。
【传统散热技术已遇瓶颈,亟需液冷技术来突破散热局限】
随着数据中心计算能力的提高,其局限性也会越来越明显。对新建成的数据中心来说,最大的资金投入不在建筑本身,而是设备成本、机房制冷费用等方面。
计算量的增加已使一些大型数据中心建设项目的资金突破10亿美元大关,其中建设
制冷系统占很大比重。
某机构预测,目前我国数据中心的能耗85%在1.5-2.0之间,按照这一趋势,到2030年,我国数据中心的能耗将从2018年的1609亿千瓦时增加到4115亿千瓦时。
要解决这种高耗能问题,将会使传统的
风冷式和
水冷式空调的散热能力力不从心,只能通过
液冷来解决,液体
冷却技术不仅冷却快,能耗低,而且相当环保,
液体冷却技术的发展经历了研究期(1992年以前),萌芽期(1992—2016年),小规模应用(2016年至今)。
第一,与传统风冷技术相比,液体的导热性是空气的25倍,同体积的液体带走的热量几乎是同体积空气的3000倍;第二,同等散热水平下,液冷噪音水平比风冷噪音降低20-35分贝;另外,在耗电方面,同体积的液体比相同体积的液体带走热量高25倍;最后,液冷噪音水平比风冷噪音低20-35分贝;常规风冷系统将给气流带来气流振动,振动将直接影响到IT系统的稳定性和寿命,但是液体冷却则完全不用担心。
从这个意义上不难发现,
液冷系统在技术上完全没有障碍,取代风冷和水冷空调。“从风冷到液冷,改变的将不仅仅是制冷方式,而是整个数据中心生态。”当数据中心的冷却方式由风冷转变为液冷时,由此产生的变化包括
服务器设计和整个数据中心的设计。当液体冷却技术进一步完善、生态系统进一步成熟时,就会引发一系列的“革命”。
【新基建时代下,浸没式液冷将会成为主流散热技术】
据相关数据显示,采用风冷系统的数据中心,有超过50%的能耗用来供给
冷却系统,从而导致
PUE值很难控制在1.4以下,采用了液冷技术的数据中心,应用在冷却系统的能耗可以大幅度降低,其PUE值甚至可以控制在1.1或者以下,和前者相比,机房的整体能效将有30%的提升,而CPU等核心部件的性能也可以相应提升20%,单机柜功率密度更是可以达到160Kw左右。
实际上,出于多种因素的考虑,在
液冷数据中心领域也演化出了许多“门派”。其最典型的有浸没型、
冷板型和喷淋型。然而,无论从目前的需求还是从未来数据中心的技术发展来看,相较于其它两种方式,
浸没式液冷更受业界青睐。
就目前的需求而言,全球超大型数据中心有40%位于美国,而我国虽然位居世界第二,但只占11%。面临着日益增长的
高性能计算需求,我国超大型数据中心仍面临巨大的市场缺口。这一局面在新基建时代必然是“恶补”,而“三高”(即高密度、高电力、高算力)为主要特征的超大型数据中心,正是浸没式液冷的用武之地。
除此之外,依靠
大数据和
深度学习算法的成熟,近年来,人工智能的发展已经全面展开。例如人类遗传工程序列的计算、大气或洋流的模拟研究,甚至天体物理的数据处理、宇宙演化模拟等,必然伴随着大量的数据运算分析处理,包括图像的分析处理。
但是,这就必然需要在未来建造更多符合人工智能计算能力的以
GPU为核心的大型数据中心。但对GPU来说,单片功耗可达300瓦以上,因此整个服务器的散热问题就会非常严重,冷板、喷淋等方式在效率上难以满足要求,必须依靠全浸没式液冷技术来解决。
本文标题:浸没式液冷技术,数据中心的发展关键
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