液冷技术让数据中心降温又降碳(2)
数据中心是“数字经济的发动机”,也是能耗居高不下的“电老虎”。以功率密度为2.5千瓦的标准机架计算,机架规模在10000以上的超大型数据中心,每年的耗电量为亿度级别,其中因散热而消耗的电量占据了很大比例。相较于传统的风冷系统,液冷技术的出现从根本上改善了主设备的散热形式,更能满足高密机柜芯片级精确制冷,具有更节能、更节地、噪声低等优点。
按照《白皮书》的梳理,国内目前主要的液冷技术路线分别为冷板式、浸没式和喷淋式。
冷板式液冷是指采用液体作为传热工质在冷板内部流道流动,通过热传递对热源实现冷却的非接触液体冷却技术。在冷板式液冷系统中,服务器芯片等发热器件不直接接触液体,而是通过装配在需要冷却的电子元器件上的冷板进行散热。浪潮信息数据中心产品部副总经理李金波指出,冷板式液冷利用冷板中流动的冷却液进行非接触式散热,对现有服务器芯片组件及附属部件改动量小,是目前应用较早且技术成熟度较高的一种液冷散热方案。
浸没式液冷是将服务器完全浸入冷却液中,全部发热元件热量直接传递给冷却液,再通过冷却液循环流动或蒸发冷凝相变进行散热。其中,冷却液循环流动的方式为单相浸没式液冷,冷却液蒸发冷凝相变的方式为相变浸没式液冷,相变浸没式液冷控制更复杂、要求更高。
浸没式液冷相对创新性较强,但验证性不足。单向浸没式液冷的冷却液流速会非常慢,相变浸没式液冷则会存在气和液的承压问题,在技术的可靠性方面仍需要验证。此外,浸没式液冷使用的冷却液不导电,但仍需要对冷却液做持续的干燥处理。
喷淋式液冷则是用冷却液直接喷淋芯片等发热单元,通过对流换热进行散热,一般不需要对数据中心的基础设施进行大幅度改动。
液冷技术产业化任重道远
数据中心液冷市场创新极为活跃,关于浸没式、冷板式、喷淋式等多种液冷技术孰优孰劣的讨论此起彼伏。虽有“路线之争”,但无论选择哪种技术路线,成本仍是横在液冷技术普惠面前的拦路虎,据业界测算,目前液冷数据中心的初期建设成本比风冷要高出10%左右,需要1.5年才可实现总拥有成本与投资回报的平衡。
此外,《白皮书》还指出,当前液冷技术存在生态不完善等问题。各家产品形态各异,产品规范化程度较低,难以标准化、规模化推广应用。
谈及当前液冷技术产业化所面临的挑战,浪潮信息服务器产品线总经理赵帅特别指出,液冷技术非常复杂,涉及液冷数据中心系统架构层、液冷部件及接口层、液冷基础设施层(液冷机柜、组件、换热设备、室外集成冷源等)、液冷监控系统层等多方面,产业链各企业技术路径多种多样,产品规格千差万别,想要对液冷技术进行标准化适配和部署的难度很大。
一个现实的问题是,液冷技术虽然诞生较早,但此前一直处于小规模部署阶段,众多链条企业尚依靠“作坊式生产”的方式完成产品及服务交付,难以形成规范化、规模化发展态势。
赵帅说:“业界积极拥抱液冷,对液冷转换的条件提出了更高的要求,液冷产业化推进变得至关重要,需要具备高度资源整合能力的链主企业牵头推进,产业生态才能有序发展。”
为此,浪潮信息投资建设了天池液冷基地,其核心目标是打通整个产业链,让液冷的生产制造从过去的“单兵作战”转变为可批量化、可复制化、可规模化的生产方式,最终在2025年实现“风液同价”。如今,年产能超10万台的天池液冷基地已是亚洲最大的液冷基地,为液冷产业提产能、扩规模打造了成功的样板。