液冷進(jìn)入行業(yè)推廣期！頭部廠商測算其初投資已低于風(fēng)冷

《科創(chuàng)板日報》8月14日訊（記者 郭輝）“現(xiàn)在選擇冷板式的液冷初投資已經(jīng)低于風(fēng)冷?！痹诮诘囊粓霭l(fā)布會上，曙光數(shù)創(chuàng)副總裁張鵬表示，經(jīng)過公司內(nèi)部的建設(shè)測算，即便是浸沒式液冷系統(tǒng)，運(yùn)行4.5年也將出現(xiàn)TCO低于風(fēng)冷系統(tǒng)的拐點(diǎn)。

成本的優(yōu)化——乃至相對風(fēng)冷形成優(yōu)勢，意味著液冷方案將正式進(jìn)入市場拓展階段。同時當(dāng)前在算力以及經(jīng)濟(jì)節(jié)能需求提升背景下，液冷方案在算力中心高功率密度場景中的部署必要性凸顯。

▍高密度算力加速液冷方案推廣

(相關(guān)資料圖)

AI大模型帶來了更高密度、更大規(guī)模的數(shù)據(jù)中心建設(shè)需求。實(shí)際我國算力與存力建設(shè)一直處于高速發(fā)展階段，截至2022年底，國內(nèi)算力總規(guī)模達(dá)180EFLOPS，存力總規(guī)模超過1000EB。

在數(shù)據(jù)中心建設(shè)規(guī)模與密度都在不斷加快和提升的情況下，當(dāng)前液冷技術(shù)的推廣投用有兩大驅(qū)動因素，一是算力需求提升，計算中心形成更加剛性的散熱需求；二是出于節(jié)能經(jīng)濟(jì)層面的考慮。

“算力芯片功率不斷提高，用戶對機(jī)柜部署密度的要求也在越來越高?！笔锕鈹?shù)創(chuàng)總裁何繼盛表示，在單機(jī)柜功率密度達(dá)到20KW以上，繼續(xù)增加投資都不能滿足數(shù)據(jù)中心散熱需求。液冷已經(jīng)成為一種更有效的解決數(shù)據(jù)中心高密度散熱的新型技術(shù)。

張鵬表示，“現(xiàn)在風(fēng)冷方案在大于10KW之后經(jīng)濟(jì)性很差，冷板目前部署過的項目有做到60多KW的，之后隨著AI需求下對GPU的更多投用，機(jī)柜功率密度可能更高，相變浸沒甚至能做到150KW”。

天風(fēng)證券以英偉達(dá)DGX A100 640GB為例，指出其配置了8片A100 GPU，系統(tǒng)功耗最大6.5千瓦，未來隨著A100服務(wù)器應(yīng)用增多，數(shù)據(jù)中心機(jī)柜功耗或?qū)⑦M(jìn)一步提升，單機(jī)柜的功率或?qū)⒊^30KW，更適宜應(yīng)用液冷冷卻方案，從而帶動數(shù)據(jù)中心液冷應(yīng)用需求。

計算中心機(jī)柜密度提升后，還將會帶來制冷系統(tǒng)造價成本的提升。

從賽迪顧問的數(shù)據(jù)中心能耗分析數(shù)據(jù)來看，過去傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心建成后，電費(fèi)占運(yùn)維總成本的60%-70%；數(shù)據(jù)中心有一半以上的電能用于計算機(jī)等IT設(shè)備，有近三分之一的電能則是用于冷卻系統(tǒng)。

張鵬表示，相比風(fēng)冷，“冷板式液冷的節(jié)能效率將能夠降低25%的用電，相變浸沒則是到30%以上”。

實(shí)際上，算力中心的耗能成本水平，可用能效比這一概念更加直觀地去衡量。從數(shù)據(jù)中心模式誕生起，高耗能便成為一項“原罪”，PUE則被用來衡量數(shù)據(jù)中心消耗的所有能源與IT負(fù)載使用能源的比例。PUE越接近1，代表能效水平越好。

據(jù)了解，行業(yè)頭部冷板式液冷方案的PUE值可小于1.20，曙光數(shù)創(chuàng)浸沒相變式液冷PUE可進(jìn)一步小于1.04。高算力、低PUE，以及用戶對于成本控制的需求，讓性能、能耗、成本的三元關(guān)系平衡，成為當(dāng)前每個數(shù)據(jù)中心建設(shè)者、管理者和運(yùn)營者面臨的難題和挑戰(zhàn)。液冷方案幾乎成為無可質(zhì)疑的選擇。

在算力壓力和成本壓力雙雙攀升的同時，行業(yè)政策對數(shù)據(jù)中心能效提出更高要求。今年6月，多部門聯(lián)合印發(fā)的《綠色數(shù)據(jù)中心政府采購需求標(biāo)準(zhǔn)》施行，其中明確要求，2023年6月起數(shù)據(jù)中心PUE不高于1.4，2025年起數(shù)據(jù)中心PUE不高于1.3。與此同時北京、上海、深圳等地方亦分別出臺相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

▍液冷成本初現(xiàn)比較優(yōu)勢 運(yùn)營商籌劃規(guī)模落地

從近年國家出臺的多項算力中心發(fā)展指導(dǎo)政策來看，“更加強(qiáng)調(diào)算力運(yùn)行效率，強(qiáng)調(diào)企業(yè)個人責(zé)任”。工信部旗下研究機(jī)構(gòu)賽迪顧問分析師袁鈺表示，不僅要求企業(yè)竭盡全力為自身帶來最大利潤，同時也要對整個行業(yè)、生態(tài)負(fù)起一定的責(zé)任，“算力建設(shè)不能按照原先那種比較粗放的方式進(jìn)行推廣了”。

根據(jù)國家發(fā)布的算力總規(guī)模的情況，預(yù)計到2025年將會有超過300EFLOPS的算力規(guī)模，而考慮到AI大模型這一今年以來的最重要變量，賽迪顧問測算后，預(yù)計到2025年可以超過1000EFLOPS的算力需求。

袁鈺表示，國家政策層面的基礎(chǔ)設(shè)施一體化、地區(qū)算力平衡化，將催生數(shù)據(jù)中心集群的重大散熱需求。目前新建數(shù)據(jù)中心中，按照曙光數(shù)創(chuàng)方面統(tǒng)計和估算，有5%到8%采用的是液冷方案，張鵬認(rèn)為，到2025年這一數(shù)字將會是30%。

賽迪顧問《2023中國液冷應(yīng)用市場研究報告》顯示，國內(nèi)液冷數(shù)據(jù)中心市場近三年來飛速發(fā)展，市場部署規(guī)模達(dá)到111.6MW。但實(shí)際上，成本一直是液冷方案在過去難以大范圍推廣、發(fā)展進(jìn)展受限的最核心因素。

不過目前有行業(yè)信號顯示，液冷投入成本得到了有效改善。

以曙光數(shù)創(chuàng)為例，公司副總裁張鵬近期表示，經(jīng)過公司自己內(nèi)部的建設(shè)測算，現(xiàn)在選擇冷板式的液冷投資已經(jīng)低于風(fēng)冷，浸沒式液冷系統(tǒng)運(yùn)行4.5年后也將出現(xiàn)TCO低于風(fēng)冷系統(tǒng)的拐點(diǎn)。

張鵬接受《科創(chuàng)板日報》記者采訪表示，隨著液冷應(yīng)用的越來越廣泛，產(chǎn)業(yè)鏈上游到下游肯定會有越來越多的供應(yīng)商會去往這個方向投入，成本隨著行業(yè)大家共同努力也會有降低。

從行業(yè)來看，液冷正在有計劃地大規(guī)模落地。今年6月，中國移動、中國電信、中國聯(lián)通三大運(yùn)營商聯(lián)合發(fā)布《電信運(yùn)營商液冷技術(shù)白皮書》。其中提到的三年發(fā)展愿景指出，三大運(yùn)營商將于2023年開展技術(shù)驗(yàn)證；2024年開展規(guī)模測試，新建項目10%規(guī)模試點(diǎn)液冷技術(shù)；2025年開展規(guī)模應(yīng)用，50%以上項目應(yīng)用液冷技術(shù)，共同推進(jìn)形成標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、生態(tài)完善、成本最優(yōu)、規(guī)模應(yīng)用的高質(zhì)量發(fā)展格局。

不僅如此，字節(jié)跳動等對數(shù)據(jù)中心有大量布設(shè)需求的互聯(lián)網(wǎng)公司，也在推動以冷板液冷為主的技術(shù)方案。日前火山引擎相關(guān)負(fù)責(zé)人在一場演講中表示，冷板液冷是高功率密度和高效散熱平衡的絕佳解決方案，適合于大多數(shù)地區(qū)氣候條件，具備極高性價比。

▍液冷行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)暫缺

不可忽視的是，成本因素之外，目前液冷技術(shù)推廣還面臨其他挑戰(zhàn)。

近期，曙光數(shù)創(chuàng)副總裁張鵬接受《科創(chuàng)板日報》等媒體采訪表示，目前公司液冷部署的客戶服務(wù)案例，既包括新增業(yè)務(wù)，也有存量改造。他提到，部分原有機(jī)房大多按照風(fēng)冷數(shù)據(jù)中心進(jìn)行設(shè)計，機(jī)房承重對部署液冷設(shè)備會有一些困難，同時老舊機(jī)房用電容量并沒有液冷數(shù)據(jù)中心這么大、沒有按照高功率密度的部署方式考慮，都會對存量市場業(yè)務(wù)提出一些挑戰(zhàn)。

另外，液冷行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)各異，兼容、互通較為困難。

據(jù)了解，很多液冷廠商有自己的液冷產(chǎn)品以及基礎(chǔ)設(shè)施產(chǎn)品，目前華為、浪潮、曙光、阿里均在冷板式液冷或浸沒式液冷方案中具備交付或部署能力。但是不同品牌之間往往并不兼容，對于數(shù)據(jù)中心用戶來說，往往需要采購不同類型的產(chǎn)品，以此保證系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性。

張鵬表示，首先如果行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對于供水的溫度、溫差、壓力等能夠統(tǒng)一，對液冷成本進(jìn)一步下降是非常有意義的，也是他們在實(shí)際落地中遇到的問題。

在實(shí)際業(yè)務(wù)開展過程中，張鵬也發(fā)現(xiàn)，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的不一，甚至滋生了損害社會經(jīng)濟(jì)效益的行為。“業(yè)內(nèi)存在為了達(dá)到PUE要求，人為把服務(wù)器的風(fēng)扇設(shè)備功耗調(diào)高的情況。因?yàn)镻UE本身衡量的是除服務(wù)器之外的液冷系統(tǒng)、配電系統(tǒng)的損耗多少，把分母做大、PUE就降低了?！?/strong>

這意味著沒有任何技術(shù)升級、社會效益沒有任何提升，單純?yōu)榱思埫鏀?shù)據(jù)而徒增耗能。張鵬表示：“其實(shí)這反映的是，新形勢下對數(shù)據(jù)中心或者對服務(wù)器能效評價是有問題的，都還需要標(biāo)準(zhǔn)更新、統(tǒng)一”。