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谈谈液冷数据中心IDC那些事儿
士兵许三多
明天一定赚的站岗小能手
2021-09-11 11:35:51
      对于一个数据中心、一座简易机房、一枚“一体化基站”或者一台RRU(基站射频单元),虽然它们体积从大到小,但是它们都要面对的同一个关键问题:散热

      据工信部最新发布数据显示,我国在用数据中心的机架总规模已突破226万,而在前一年,这个数字仅166万,一年之间增长近4成。现代化的数据中心承担了大量数据计算和存储,这对系统性能稳定度的要求与日俱增。为了提供更高能效来满足业务发展的需要,服务器乃至机房的散热就成为关键。PUE是衡量数据中心能源效率主要指标,而“风冷”数据中心的PUE普遍大于2

什么是PUE?这里用一组插图来科普一下。

 

      随着碳中和不断推进,绿色数据中心正成为新焦点。阿里巴巴、华为、浪潮、中科曙光等头部IT企业也开始布局液冷技术,号称液冷数据中心每年至少可以节省30%电量。同时,市场权威分析机构预计,到2026年,液冷数据中心市场的初始估值从2018年的14.3亿美元增至1205亿美元,年化复合增长率达30.45%

     2019年1月,工业和信息化部、国家机关事务管理局和国家能源局发布《关于加强绿色数据中心建设的指导意见》,提出到2022年,数据中心平均能耗基本达到国际先进水平,新建大型、超大型数据中心的电能使用效率值达到1.4以下。在《关于加强绿色数据中心建设的指导意见》中,重点鼓励采用液冷、分布式供电、模块化机房以及虚拟化、云化IT资源等高效系统设计方案

 

今天我们就来谈一谈液冷数据中心IDC的那些事儿~

一、液冷数据中心是什么?

      液冷数据中心是指应用液冷技术和液冷服务器等设备的数据中心,与传统风冷服务器相比,液冷服务器的热量导出方式不同。液冷是指使用液体取代空气作为冷媒,为发热部件进行换热,带走热量的技术。而液冷服务器是指将液体注入服务器,通过冷热交换带走服务器热量的一种服务器

二、液冷技术有哪些种类?

         按照与发热器件接触方式,液冷技术主要分为“间接接触型”和“直接接触型”。

      (1)间接接触型:冷却液体不直接与发热器件接触,主要发热器件固定在冷板上,依靠流经冷板的液体在设计好的液冷散热器内流动,通过循环将热量带走的冷却方式。按照有无相变又分为:单相间接液冷;两相间接液冷。

 

 

      (2)直接接触式:将散热部件(单板&芯片)直接浸没在不导电液体中,利用液体蒸发将散热部件释放热量带走的一种散热方式。

      这最主要的就是浸没式液冷,顾名思义是将发热元件浸没在冷却液中,依靠液体的流动循环带走IT设备运行产生的热量。浸没式液冷是典型的直接接触型液冷,目前比较流行的方式是将服务器浸没在特殊设计的箱体中。

 

三、液冷冷却液类型

      液冷的关键是冷却液,必须能够快速吸收热量,并且在汽化和液化过程中都能够很高效进行热传递,同时并且必须做到无腐蚀性。因此重点的冷却液为以下几种。用户选择时重点考虑场景和价格:


      水:去离子纯净水。水具有较高的比热容,是一种良好的散热媒介,价格低廉环境友好无污染。但由于水并非绝缘体,只能应用于非直接接触型液冷技术中,一旦发生泄漏会对IT设备造成致命损害。


      矿物油:矿物油是一种价格低廉绝缘冷却液,无味无毒不易挥发,是一种环境友好型介质,但矿物油粘性较高,且其易分解,在特定条件下具有燃烧风险。


      氟化液氟化液最初是线路板清洁液,其绝缘且不燃的惰性特点被应用于数据中心液冷,是目前应用最广泛的浸没式冷却液,但是三种冷却液中价格最昂贵。

四、液冷数据中心的优势

      浸没式液冷数据中心把计算、存储及网络设备基于液冷环境进行完全重构,将IT设备浸没在绝缘无腐蚀性的冷却液中,热量被冷却液吸收后直接通过冷却系统高效地传导到外界,打破风冷散热瓶颈且实现PUE逼近1.0,同时密封的箱体保障IT设备不受潮湿、有害气体、振动影响,提升设备可靠性达50%以上

五、国内液冷数据中心发展情况如何?

      目前,国内有很多液冷数据中心典型应用。诸如,中科曙光硅立方液体相变冷却计算机突破了传统的冷却方式,采用浸没式相变液冷,将包括服务器芯片、主板在内的所有计算部件浸没于液态冷媒中,实现了高效散热,同时硅立方一个机柜功率密度可达到160kW,是传统风冷数据中心的4~5倍,能效比提升了30%,PUE低至1.04,截至2020年12月,硅立方液体相变冷却计算机已在北京、南京、山西、甘肃、合肥等地建设应用,促进了区域的科技研发、产业集聚、转型升级与创新发展。
  位于余杭钱江经济开发区的阿里巴巴浙江云计算仁和数据中心,作为全国首座绿色等级达5A的液冷数据中心,采用了服务器全浸没液冷等多项节能技术进行规划设计与建造,PUE低至1.09,也印证了仁和液冷数据中心领先的能效及绿色节能水平。阿里巴巴浙江云计算仁和数据中心的落成,不仅为杭州市经济发展提供强大的动力,也将为液冷技术的发展和应用积累宝贵经验。
  马来西亚气象局数据中心为更好地捕捉局部强对流天气,三维播报共增加了27倍算力需求。在传统的风冷不能满足需求的情况下,该数据中心配置了联想的冷板式液冷设备,水被送入服务器冷板,在组件周围循环,然后吸收热量离开冷板,进入冷源实现冷却。据测算,马来西亚气象局应用液冷系统后,散热效果高达90%,有力地支持了气象预测精度的提升。

六、液冷数据中心未来发展趋势是什么?

      未来数据中心市场将出现“风冷﹢液冷”协同发展的格局。风冷技术不会被液冷完全取代,而是针对客户的不同需求,选择不同的数据中心方案。未来三到五年会具备风冷与液冷互换的技术条件,在部署风冷的区域,都可以部署液冷,就可以实现把液冷变成默认配置的过程。

    保守来看,2025年中国冷板式液冷数据中心市场规模将达到757.1亿元,浸没式为526.1亿元;乐观来看,2025年中国冷板式液冷数据中心市场规模将达到784.9亿元,资浸没式为545.4亿元;浸没式液冷数据中心凭借其优良的制冷效果,市场份额将实现较快增长


A股布局液冷技术的公司包括:英维克、申菱环境、依米康、高澜股份、巨化股份、网宿科技等。

1. 英维克:

 

2. 申菱环境

 

3. 依米康


4. 高澜股份


5. 科创新源

  

6. 巨化股份

 

 

7. 网宿科技

  






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  • 只看TA
    2021-09-11 13:13
    这个最利好的是海兰信吧
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    于2021-09-12 13:20:42更新
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  • 只看TA
    2021-09-11 16:36
    感谢分享,老师你忘了佳力图,也有液冷产品啊
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    于2021-09-11 17:20:48更新
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  • 只看TA
    2021-09-11 15:16
    这个不错,冷却技术也是符合碳中和,和节能需要的
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  • 只看TA
    2021-09-11 12:48
    弄个海底的估计就搞定了
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  • As-风陵渡
    一路向北
    只看TA
    2021-09-11 21:58
    搞什么液冷,把一切交给海兰信,UDC一切帮你搞定
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  • 快枪手
    高抛低吸的老股民
    只看TA
    2021-09-12 19:59
    谢谢分享 巨化的冷却液 国内唯一一家 厂房已经开工建设 5000吨产能 一期明年上半年投产 
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  • 士兵许三多
    明天一定赚的站岗小能手
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    2021-12-09 08:19
    终于成为风口了
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  • drugplus
    自学成才的老韭菜
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    2021-09-13 09:09
    看好申菱环境,双驱动,除了数据中心的高速发展之外,特高压建设中,远距离直流传输也需要它
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  • 仁善
    奉旨割肉的老韭菜
    只看TA
    2021-09-13 05:14
    高端数据中心冷却液进口替代,国内就巨化股份唯一一家,没二选
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  • 只看TA
    2021-09-12 22:53
    谢谢分享
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