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曙光數(shù)創(chuàng)公司：未來(lái)5至10年風(fēng)液混冷將成主角

來(lái)源：中國(guó)能源新聞網(wǎng) 時(shí)間：2025-01-08 14:16

華軒

　　隨著數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代全面開(kāi)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(dòng)能。

　　近日，正式發(fā)布的《綠色算力基礎(chǔ)設(shè)施液冷技術(shù)發(fā)展研究報(bào)告》顯示，根據(jù)工信部數(shù)據(jù)，2022年我國(guó)算力核心產(chǎn)業(yè)規(guī)模達(dá)到1.8萬(wàn)億元，算力正加速向政務(wù)、工業(yè)、交通、醫(yī)療等各行業(yè)各領(lǐng)域滲透。截至2023年底，我國(guó)在用數(shù)據(jù)中心機(jī)架總規(guī)模超過(guò)810萬(wàn)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)架，算力總規(guī)模達(dá)到每秒230百億億次浮點(diǎn)運(yùn)算，其中智能算力規(guī)模達(dá)到每秒70百億億次浮點(diǎn)運(yùn)算，增速超過(guò)70%。全國(guó)算力樞紐節(jié)點(diǎn)20毫秒時(shí)延圈已經(jīng)覆蓋了全國(guó)主要城市，算力產(chǎn)業(yè)在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、強(qiáng)化創(chuàng)新能力、推動(dòng)應(yīng)用落地等方面取得了積極成效。

　　算力規(guī)模大幅提升帶來(lái)AI服務(wù)器需求急劇增加，當(dāng)前數(shù)據(jù)中心制冷技術(shù)以風(fēng)冷為主，而未來(lái)AI集群算力密度普遍超20千瓦/柜，升級(jí)液冷需求迫切。

　　傳統(tǒng)風(fēng)冷散熱方式已難以滿(mǎn)足當(dāng)前需求

　　“一個(gè)芯片1000瓦，相當(dāng)于一個(gè)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(shù)的發(fā)展，全球數(shù)據(jù)量呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，對(duì)計(jì)算平臺(tái)提出了更高的靈活性和可擴(kuò)展性要求。尤其是在人工智能應(yīng)用場(chǎng)景日益廣泛的情況下，深度學(xué)習(xí)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)的進(jìn)步需要強(qiáng)大的算力支持，而傳統(tǒng)風(fēng)冷散熱方式已難以滿(mǎn)足當(dāng)前需求。

　　風(fēng)冷技術(shù)使用空氣作為冷媒，通過(guò)空氣與發(fā)熱部件接觸換熱實(shí)現(xiàn)散熱的冷卻方式；而液冷技術(shù)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(shè)備內(nèi)部元器件產(chǎn)生的熱量傳遞到設(shè)備外。

　　曙光數(shù)創(chuàng)產(chǎn)品部高級(jí)總監(jiān)黃元峰博士指出，傳統(tǒng)的風(fēng)冷散熱技術(shù)已經(jīng)難以滿(mǎn)足高密度計(jì)算帶來(lái)的散熱需求，液冷技術(shù)以其高效散熱、低碳節(jié)能、高密部署等顯著優(yōu)勢(shì)，逐漸成為數(shù)據(jù)中心算力基礎(chǔ)設(shè)施的首選技術(shù)之一。

　　在算力設(shè)備以及數(shù)據(jù)中心機(jī)房的高熱密度趨勢(shì)和高能效散熱要求的雙重推動(dòng)下，預(yù)計(jì)未來(lái)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(guó)算力基礎(chǔ)設(shè)施（液冷溫控設(shè)備）市場(chǎng)規(guī)模約為9.27億元，連續(xù)三年持續(xù)高速增長(zhǎng)。

　　《綠色算力基礎(chǔ)設(shè)施液冷技術(shù)發(fā)展研究報(bào)告》顯示，在算力基礎(chǔ)設(shè)施（液冷溫控設(shè)備）（不含IT設(shè)備）市場(chǎng)上，通過(guò)對(duì)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(guò)多年的技術(shù)積累和沉淀，已經(jīng)展現(xiàn)出較為明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和市場(chǎng)先發(fā)優(yōu)勢(shì)，占據(jù)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的主要市場(chǎng)份額，2023年該公司份額約為61.3%，領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)明顯。

　　據(jù)悉，自2011年在國(guó)內(nèi)率先提出液冷技術(shù)理念并啟動(dòng)技術(shù)探索與研究以來(lái)，曙光數(shù)創(chuàng)不斷突破技術(shù)瓶頸，相繼推出了國(guó)內(nèi)首款量產(chǎn)冷板式液冷服務(wù)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(lǐng)先的全浸式液冷相變冷卻服務(wù)器及其配套浸沒(méi)液冷數(shù)據(jù)中心整體解決方案C8000，并完成了全球首個(gè)大規(guī)模相變浸沒(méi)液冷數(shù)據(jù)中心的商業(yè)化應(yīng)用部署。

　　隨著液冷技術(shù)的優(yōu)勢(shì)不斷顯現(xiàn)和傳統(tǒng)觀念的改變，在市場(chǎng)需求、政策要求和技術(shù)提高的多重推動(dòng)下，液冷溫控設(shè)備（液冷基礎(chǔ)設(shè)施）的市場(chǎng)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(shè)逐步采用液冷技術(shù)，液冷溫控設(shè)備（液冷基礎(chǔ)設(shè)施）普及速度加快，市場(chǎng)規(guī)模呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)的趨勢(shì)，預(yù)計(jì)到2030年中國(guó)液冷數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)滲透率超過(guò)45%。

　　因地制宜創(chuàng)新“風(fēng)液混冷”

　　2024年底，在2024第二屆全國(guó)先進(jìn)計(jì)算技術(shù)創(chuàng)新大賽總決賽暨先進(jìn)計(jì)算產(chǎn)業(yè)發(fā)展聯(lián)盟全體會(huì)議上，中科曙光與曙光數(shù)創(chuàng)聯(lián)合編寫(xiě)的《新型綠電融合“風(fēng)液混冷”智算數(shù)據(jù)中心解決方案》白皮書(shū)正式亮相。

　　曙光數(shù)創(chuàng)推出的新一代一體化風(fēng)液混冷先進(jìn)數(shù)據(jù)中心，以“1+1=1”（風(fēng)冷+液冷=風(fēng)液混冷）的創(chuàng)新理念，將風(fēng)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(fēng)、液共用一套冷源系統(tǒng)的方式，全面滿(mǎn)足數(shù)據(jù)中心風(fēng)冷和液冷的冷卻需求。這一設(shè)計(jì)不僅簡(jiǎn)化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，降低了建設(shè)和運(yùn)維成本，還實(shí)現(xiàn)了風(fēng)液冷卻的彈性調(diào)節(jié)，能夠根據(jù)不同場(chǎng)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(shè)計(jì)、建設(shè)和部署提供了重要的參考依據(jù)，將有助于推動(dòng)我國(guó)智算中心產(chǎn)業(yè)的健康快速發(fā)展。

　　同時(shí)，為實(shí)現(xiàn)一體化風(fēng)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(jī)柜內(nèi)到機(jī)柜外，新一代CDU系列產(chǎn)品家族升級(jí)，提供更高效的換熱能力；1U 側(cè)壁導(dǎo)冷式內(nèi)存液冷散熱組件，實(shí)現(xiàn)內(nèi)存和CPU、GPU可靠液冷散熱，靈活度和性?xún)r(jià)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(fēng)冷與液冷系統(tǒng)共用室外冷源，實(shí)現(xiàn)最大程度利用自然冷源；液冷節(jié)水型室外機(jī)，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(yùn)行狀態(tài)，在保障數(shù)據(jù)中心穩(wěn)定的同時(shí)，進(jìn)一步提升散熱效率。

　　張鵬預(yù)測(cè)：“我看到，未來(lái)至少5至10年，肯定是以風(fēng)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(dān)大數(shù)據(jù)量計(jì)算或復(fù)雜計(jì)算的算力型服務(wù)器的主芯片（CPU、GPU）和內(nèi)存，且對(duì)于CPU、GPU和內(nèi)存的性能要求高，功耗和發(fā)熱量也相對(duì)較高，適合部署液冷基礎(chǔ)設(shè)施實(shí)現(xiàn)高效散熱以發(fā)揮滿(mǎn)載性能，同時(shí)也有助于進(jìn)一步提升單機(jī)架功率密度實(shí)現(xiàn)更高計(jì)算性能的輸出。而存儲(chǔ)類(lèi)服務(wù)器，通常配置較多硬盤(pán)，對(duì)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(hào)，液冷投資收益不高，從投資效益的角度，存儲(chǔ)型服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備仍采用傳統(tǒng)風(fēng)冷方式部署。

　　不難看出，風(fēng)液混布更加符合實(shí)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(hù)，風(fēng)液混布的設(shè)計(jì)方案將會(huì)成為部分?jǐn)?shù)據(jù)中心建設(shè)或改造時(shí)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?fù)碛姓淄呒?jí)液冷基礎(chǔ)設(shè)施實(shí)驗(yàn)室等7大研發(fā)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室和4條先進(jìn)生產(chǎn)線(xiàn)。該基地保障了曙光的生產(chǎn)與交付能力。同時(shí)，7大研發(fā)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室也為風(fēng)液混冷技術(shù)的研發(fā)與測(cè)試提供了平臺(tái)。此外，2024年6月曙光專(zhuān)門(mén)成立了工程部，提升系統(tǒng)交付能力，讓客戶(hù)更省心、更安心。

　　為實(shí)現(xiàn)我國(guó)“雙碳”目標(biāo)，曙光數(shù)創(chuàng)還提出了“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”一體化的新概念和新模式。所謂“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”一體化，即將能源的產(chǎn)生、電網(wǎng)、用電負(fù)荷和儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行有機(jī)整合，以實(shí)現(xiàn)能源的高效利用，并優(yōu)化能源供需平衡。通過(guò)源源互補(bǔ)、源網(wǎng)協(xié)調(diào)、網(wǎng)荷互動(dòng)、網(wǎng)儲(chǔ)互動(dòng)和源荷互動(dòng)等多種交互形式，“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”一體化能夠顯著提升電力系統(tǒng)的功率動(dòng)態(tài)平衡能力，為智算中心提供經(jīng)濟(jì)、高效、安全的能源解決方案。

　　這一方案對(duì)于推動(dòng)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(shí)現(xiàn)我國(guó)“雙碳”目標(biāo)貢獻(xiàn)了科技力量。

　　責(zé)任編輯：于學(xué)華