液冷服务器是什么东西?

忽如晚上春风来,液冷成为了炙手可热的行业关键词。随着数据中心产业建设日趋成熟,传统方案无法实现 PUE1.3 以下的减碳目标已成为行业共识。在数据中心节能降碳政策的大力推广下,各地......

液冷服务器是什么东西

液冷服务器介绍AI液冷服务器,是指液体注入服务器,通过冷热交换带走服务器的散热的一种服务器。从服务器物理形态上区分有:冷板式液冷服务器、全浸没式液冷服务器。冷板式液冷技术,即利用工......接下来具体说说

液冷服务器,算力减碳的“排头兵”

导读

物联网、云计算、人工智能、边缘计算等新兴技术热潮汹涌,算力时代疾驰而至。服务器作为算力的基石,正朝着高性能、多元计算、灵活多变、稳定可靠、绿色低碳的方向发展,推动着服务器细分赛道的繁荣。尤其是在“双碳”政策的持续推进下,绿色低碳的液冷服务器备受青睐,成为算力减碳的“排头兵”。

文/ e-works编辑部吴婕 原创发布

那么,什么是液冷服务器?液冷服务器的关键技术是什么?有哪些突出的特点和表现优异的厂商?中国液冷服务器的市场状况如何? 本文将对液冷服务器进行系统解读。

01

--认识液冷服务器--

近年来算力需求狂飙,芯片热功率已达到风冷极限,国家对“能耗大户”数据中心PUE[1]提出了更高的要求,叠加“双碳”政策的持续推进,服务器作为核心IT基础设施,如何承受散热和“碳能双考”等多重压力?

液冷技术在服务器中的应用成为选择方法之一。 液冷服务器,顾名思义,即将液体作为冷媒注入服务器,通过液体流动带走服务器运行时产生的热量,以此达到冷却的目的。与传统风冷服务器相比,液冷服务器具有散热效率更高、耗电量更低、噪音污染更小等优势,如下表所示。值得注意的是,相比液冷服务器,风冷服务器由于发展时间久,技术相对成熟, 目前仍然是大多数数据中心和企业选择的主流,但是随着能源效率需求的增加,液冷服务器将是代替风冷的必然选择。

表1 风冷服务器与液冷服务器比较

液冷服务器是什么东西?

回顾液冷服务器的发展历程,主要经历了三个阶段,如下图所示。其中国外厂商涉足较早,在1964年,IBM就研发出了世界首款冷冻水冷却计算机System 360,2008年又发布了液冷超级计算机Power 575,成为液冷服务器的先发企业。纵观国内,2011年,中科曙光率先开始了服务器液冷技术的探索与研究,随后华为、浪潮、联想等科技企业急起直追,纷纷入局液冷服务器。

液冷服务器是什么东西?

图1 液冷服务器发展历程

当然,液冷服务器的落地应用不仅仅只是液冷服务器厂商的单打独斗,还包括上游的接头、CDU、电磁阀、冷却液、集成管路(manifold)、浸没液冷TANK等技术、产品提供商;中游的液冷服务器、芯片、液冷集成设施、模块与机柜等液冷基础设施提供商;下游的电信运营商、互联网企业、政府、科研机构、金融、能源以及交通等其他信息化算力使用者,如下图所示。

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图2 液冷服务器产业链厂商图谱

02

--液冷服务器的技术解析--

传统风冷服务器使用空气作为冷媒,液冷服务器则使用去离子水、醇基溶液、氟碳类工质、矿物油或硅油等液体作为冷媒。而根据冷却液与发热源的接触方式,液冷服务器可分为非接触式液冷和接触式液冷两大类,如下图所示。

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图3 液冷技术及液冷服务器分类

1、冷板式液冷

冷板式液冷为非接触式液冷,其工作原理是将服务器发热元件(如CPU、GPU、内存等高发热部件)贴近液冷板(通常为铜铝等导热金属构成的封闭腔体),冷却液在液冷板内流动,带走发热元件的热量,冷却液不与发热源直接接触,冷却液多采用去离子水、乙二醇溶液、丙二醇溶液等。冷板式液冷系统主要由冷却塔、CDU、一次侧&二次侧液冷管路、冷却液、液冷机柜组成;其中液冷机柜内包含液冷板、设备内液冷管路、流体连接器、分液器等,冷板式液冷原理如下图所示。

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图4 冷板式液冷系统原理图 (图片来源:中兴通讯液冷技术白皮书)

冷板式液冷服务器在行业内具有10年以上的研究积累,技术相对成熟,相比传统风冷散热技术可实现60%~90%的能耗降低,并且兼容现有硬件架构,对当前机房配套和服务器改造难度和成本较小。但冷板式液冷只是对高发热器件实现液体冷却,对于低发热元件(如主板、电源等)仍需要增设风冷单元进行散热,未能实现100%的液冷散热。

图5 冷板式液冷服务器(来源:中科曙光官网)

提供此技术的典型厂商主要有IBM、谷歌、华为、浪潮信息、联想、中科曙光、中兴通讯等。例如,IBM在其Power 575的处理器上应用铜水冷板方案;谷歌的水冷服务器就是由散热片内流过温度较低的冷冻水带走元器件热量;华为的FusionServer Pro全液冷系统解决方案面向IT设备高密部署,其智能服务器使用冷板式液冷;浪潮信息已实现通用服务器、高密度服务器、整机柜服务器、AI服务器四大系列全线产品均支持冷板式液冷;联想的温水水冷技术利用纯水或去离子水作为冷媒,通过间接冷板式液冷方式对服务器进行冷却;中科曙光通过对风冷刀片服务器进行冷板式液冷改造设计推出了TC4600E-LP 液冷刀片服务器;中兴通讯的G5系列服务器新品采用冷板式液冷散热,可实现数据中心PUE降至1.1;等等。

2、浸没式液冷

浸没式液冷属于直接液冷,其工作原理是将整个服务器或其组件直接浸没在冷却液中,液体与发热源直接接触,通过液体升温或相变带走服务器中所有发热元件的热量,冷却液多采用矿物油、硅油、氟化液等不导电、非腐蚀性液体。其中浸没式液冷根据冷却液在浸没腔体中形态的不同,可以进一步分为单相浸没式液冷和双相浸没式液冷两种。

2.1单相浸没式液冷

在单相浸没式液冷中,冷却液在热量传递过程中仅发生温度变化,不存在相态转变仍保持液体状态。单相浸没液冷系统原理是将服务器直接浸没在冷却液中,冷却液吸收服务器产生的热量后由浸没腔体顶部出口流回CDU,通过CDU内部的板式换热器将吸收的热量传递给一次侧冷却液,再通过外部冷却装置(如冷却塔)将热量排放到大气环境中,如下图所示。

图6 单相浸没式液冷系统原理图 (图片来源:中兴通讯液冷技术白皮书)

2.2两相浸没式液冷

两相浸没式液冷的传热路径与单相浸没液冷基本一致,不同之处在于冷却液在密闭腔体中与发热器件进行热交换时发生相态转变,沸腾形成冷却液气体汇聚到浸没腔体顶部,与安装在顶部的冷凝器发生换热后冷凝为低温液态冷却液下沉到腔体底部,循环继续,如下图所示。

图7 两相浸没式液冷系统原理 (图片来源:中兴通讯液冷技术白皮书)

与传统风冷和冷板式液冷相比,浸没式液冷服务器可完全去除散热风扇,实现100%液体冷却,能大幅降低冷却能耗,节能效果好,数据中心PUE值可降至1.13及以下,但是浸没式液冷服务器改造成本比冷板式液冷服务器高。首先,从现场改造的角度来看,浸没式液冷需要为IT设备配备水槽或新的机箱,机柜内需要充满冷却液导致重量增加,对机房有较高的承重要求;其次,浸没式液冷服务器需要将服务器组件完全浸入液体中,为保证冷却液体能够有效地接触到散热部件,并防止液体渗入电路板等敏感部分造成损坏,这就需要与服务器供应商或专业的液冷系统集成商合作,进行定制化的开发和部署;此外,后期维护时,需要配备专用维护辅助设备(可移动机械吊臂或专业维护车)实现设备的竖直插拔。

图8 浸没式液冷服务器 (图片来源:宁畅浸没式液冷服务器B7000)

目前,戴尔、中科曙光、新华三、宁畅、阿里云等国内外厂商都推出了各自的浸没式液冷服务器产品。例如,戴尔全新一代Dell PowerEdge服务器可以支持冷板式和浸没式液冷,能够满足不同用户的需求;中科曙光实现全球推荐“刀片式相变浸没液冷技术”大规模部署,其浸没式液冷 C8000 系列是针对超高密度刀片服务器散热问题所推出浸没液冷基础设施产品;新华三集团联合浙江诺亚氟化工共同发布了机架箱式浸没服务器H3C UniServer Cube,实现了冷板式、浸没式两种路线的优势融合;宁畅发布了浸没式液冷服务器B7000,在PUE值方面可实现低于1.05;阿里云的单相浸没液冷解决方案——磐久液冷一体机Immersion DC 1000系列,让服务器集体“泡”水;等等。

3、喷淋式液冷

与浸没式液冷相比,喷淋式液冷通常不需要对现有的基础设施进行大幅度地改动,只需在喷淋模块调整喷淋头,使冷却液从服务器机箱顶部喷淋下来,精准喷洒于发热元件进行对流换热,被加热后的冷却液将通过回液箱进行收集,并通过泵输送至CDU冷量分配单元进行下一个制冷循环,冷却液多采用矿物油、氟化液等不导电、非腐蚀性液体,如下图所示。

图9 喷淋式液冷系统原理图 (图片来源:中兴通讯液冷技术白皮书)

喷淋式液冷服务器同样实现了100%液冷,相较于浸没式液冷节省冷却液,数据中心PUE可降至1.1左右。但目前技术还处于发展初期,喷淋冷却的传热机理复杂,未有统一的传热模型,且服务器整体密封于机柜中,排液、补液,维护时会破坏服务器原有密封结构,运维难度*高,有待深入研究。

当前国内主要有中国长城和广东合一专注喷淋式液冷解决方案。其中,中国长城推出了我国首台国产化喷淋式液冷服务器,是一款具有完全自主知识产权、致力于攻克服务器件精准散热难题的服务器;广东合一自主研发了“芯片级精准喷淋液冷技术”,根据电子器件发热位置和发热量大小,在服务器喷淋板对应位置开孔,让冷却液对发热体进行喷淋,达到设备精准冷却的目的。

02

--液冷服务器的市场动态--

目前国内液冷服务器行业仍处于初级发展阶段,其技术路线、产品结构、行业标准等还在不断演进,尚未形成统一的规范,但由于绿色算力需求的激增,中国液冷服务器市场快速增长。根据IDC发布的《中国半年度液冷服务器市场(2023上半年)跟踪》报告显示,2022年中国液冷服务器市场规模达到10.1亿美元,预计2023年全年将达到15.1亿美元,2022-2027年,中国液冷服务器市场年复合增长率将达到54.7%,2027年市场规模将达到89亿美元。

图10 中国液冷服务器市场规模及预测(来源:IDC中国)

1、绿色算力需求激增,液冷服务器行业迎来春天

当前,金融、互联网、电信、能源等数据中心密集型行业,对液冷服务器的需求在逐步释放,为液冷服务器产业带来巨大的市场空间。随着液冷技术的不断成熟和应用,液冷服务器市场将迎来新的增长点,液冷服务器的核心组件包括冷却液、冷却系统、服务器硬件等的开发与生产将受到重视。因此,绿色算力需求的激增,与此相关的产业链各环节也均将受益。

然而,完善的标准是产业成熟的关键一步,目前液冷服务器标准化工作正在逐步推进,但整个行业的标准化程度仍较低,涉及液冷部件及接口层、液冷机柜、组件、换热设备、室外集成冷源等多方面,产业链上各个企业技术路径各式各样、产品设计迥然相异,产品质量参差不齐,由此导致液冷进行标准化适配和部署的难度很大,因此需要产业链上下游的协同推进。

2、冷板式液冷服务器占主流,一体化交付模式成为主导

当前主流的液冷技术包括冷板式液冷和浸没式液冷。因受到服务器本身及浸没腔体等设计高要求的制约,进行浸没式液冷的改造成本和改造难度过高,而应用冷板式液冷仅需加装冷板、CDU,拆掉风扇等,因此短期冷板式液冷服务器占主流。据IDC数据显示,2023上半年,中国液冷服务器市场中,冷板式占到了90%。

值得一提的是,针对冷板式液冷而言,当前有解耦交付和一体化交付两种模式,解耦交付即液冷机柜与液冷服务器之间遵循用户预先制定的通用接口设计规范,可由不同厂商负责生产和交付;一体化交付则是液冷机柜、服务器等所有部分均由同一厂商进行集成设计并一体化交付。当前主要是一体化交付模式,随着液冷技术逐渐实现产业化和标准化,有望向解耦交付模式转变,这一模式便于液冷产品的灵活部署,形成统一的标准及规范。

图11 液冷不同交付模式示意图 (来源:冷板液冷服务器设计白皮书)

3、服务器厂商锐意进取,液冷产品迭代速度加快

在绿色算力发展要求下,液冷服务器得到了广泛的应用,国内越来越多的主流服务器厂商加大研发力度并加快液冷产品迭代速度,包括华为、浪潮信息、联想、中科曙光、中兴通讯、新华三、超聚变、宁畅等。

在液冷技术方面,华为主要是布局冷板全液冷系统。早在2017年就推出了Fusion Server高密专用液冷系统,随后发布Fusion Server Pro冷板全液冷系统解决方案,采用密闭式全液冷机柜设计。当前,华为全液冷系统的应用产品包括FusionServer Pro E9000融合架构刀片服务器、华为FusionServer Pro X6000高密度服务器等。

浪潮信息作为“All In 液冷”的服务器厂商,已拥有百余项液冷技术领域核心专利。2022年,浪潮信息发布全栈液冷产品,通用服务器、高密度服务器、整机柜服务器、AI服务器等四大系列均支持冷板式液冷,同时浪潮信息亚洲最大液冷数据中心研发生产基地——天池正式投产,年产能达到10万台,实现了业界首次冷板式液冷整机柜的大批量交付。

在服务器领域深耕多年的联想集团,早在2012年就开发出了在业内独树一帜的温水水冷技术。经过十余年的迭代更新,2023年6月,联想最新推出的第六代海神温水全水冷技术,可实现服务器全水冷无风扇设计。

国内液冷先进计算的领导者中科曙光,经历了“冷板式液冷技术”、“浸没式液冷技术”、“浸没相变液冷技术”三大发展阶段。2023年8月2日中科曙光子公司曙光数创发布了“冷平衡”战略,是特别针对数据中心算力、成本、能耗三元平衡问题,推出的全栈液冷数据中心技术与全生命周期一站式服务。

中兴通讯作为全球领先的综合性通信解决方案提供商,前瞻性布局ICT液冷一体化解决方案。2023年1月份,中兴通讯推出的G5系列服务器,支持不同的冷板式液冷方案,如CPU液冷,CPU+内存条液冷,以及CPU+内存条散热+VR液冷。

新华三是国内最早投入液冷技术研发的企业之一,在液冷服务器上有着多年的技术积淀。当前,新华三践行“ALL in GREEN”战略,发布全栈液冷解决方案,为H3C UniServer G6系列服务器、H3C CR19000核心路由器、H3C S6850接入交换机等产品提供冷板式技术方案或浸没式技术方案,同时根据客户不同的业务场景,提供液冷机柜(包含Manifold、配套管路)、分布式/集中式CDU的液冷数据中心整体解决方案。

超聚变原为华为x86服务器业务,2021年11月从华为剥离,单独运营。作为新生的算力产业龙头,超聚变积极布局液冷技术,2023年1月,超聚变推出FusionPoD for AI整机柜液冷服务器,它通过高效冷板与无源水冷背门相结合的设计,可实现100%全液冷。

新锐服务器品牌宁畅从定制化服务器的细分板块切入实现高成长。AI算力兴起之后,宁畅抓住液冷替代风冷的机遇,接连推出B5000 LP冷板式液冷服务器、B7000浸没式液冷服务器等产品,实现液冷产品研发、测试、生产、交付全链条覆盖。依托液冷全系统方案,2023年6月,宁畅针对不同客户需求推出“无忧液冷计划”,提供定制化服务。

总结

液冷服务器解决了传统服务器风冷散热不足、环境适应能力不强、能耗较高、噪音过大等问题,因此应用前景很光明。 然而液冷服务器具有较高的技术壁垒,涉及冷却技术、制冷系统设计及仿真技术、液压和流体动力学技术等多项技术领域,企业在设计与应用过程中需要深入掌握液冷技术的相关原理。 随着技术的不断进步和创新,液冷服务器在未来将发挥重要作用,为服务器行业带来更多的发展机遇。

参考文献

[1]中兴通讯.中兴通讯液冷技术白皮书[R].2022

https://mp.weixin.qq.com/s/4_kgSAp9N-Yr6J80RlEoAw

[2]开放数据中心委员会.冷板液冷服务器设计白皮书[R].2023

https://it.sohu.com/a/729246332_121666210

[3]中国移动、中国电信、中国联通.电信运营商液冷技术白皮书[R].2023

https://mp.weixin.qq.com/s/e41kEJ11hbsCl7ch82T9tw

液冷数据中心走红,什么是液冷?

忽如晚上春风来,液冷成为了炙手可热的行业关键词。随着数据中心产业建设日趋成熟,传统方案无法实现 PUE1.3 以下的减碳目标已成为行业共识。在数据中心节能降碳政策的大力推广下,各地对数据中心 PUE 的管控也愈发严格。以东数西算工程为代表的项目,要求北方地区实现 PUE1.2,南方 PUE1.25,如何实现?

什么是液冷?

随着全球信息化的高速发展,数字经济占 GDP 的比重持续攀升,据最新研究表明,我国的这一比值已经达到 38.6% 。在云计算助力数字经济快速增长的背后,数据中心能耗急剧增长问题同样不容忽视。 如何实现数据中心节能降耗,已经成为整个行业乃至政府关注的焦点。

传统服务器的冷却方式是通过空气进行换热,该技术方案很好地将 IT 设备与冷却设备进行了解耦,从而使得制冷系统形式能够实现多样化,但由于空气比热容较小,体积流量受服务器进风口大小限制,换热能力有限。自然而然,为了提高换热效率,采用更高比热容的换热介质、更大接触换热面积、更大换热体积流量的方案就成为了提高制冷效率的必然选择。从这三方面考虑, 采用全面浸没的换热方式显然具有更高的换热效率, 从而可以实现更好的节能效果。因此,液冷技术就顺其自然的进入了数据中心领域。

顾名思义, 液冷就是采用冷却液体接触热源进行冷却的方式。 其中,又因为冷却液和服务器接触换热方式的不同而分为浸没式、冷板式和喷淋式这几类。

什么是浸没式液冷?

基于换热的原理,换热量的大小由有效换热面积、表面流速、换热对数温差所决定,因此在其他条件相差不大的情况下,浸没式液冷接触换热面积较大,对于表面流速(速度越高泵功率越大)、换热对数温差要求(要求更大的换热器)方面都会有明显优势。

图1 浸没式液冷系统原理图

浸没式液冷就是将 IT 设备完全浸没在冷却液体里实现散热的技术。如图 1 所示,浸没式液冷系统结构简单,省掉了压缩机等制冷系统核心部件,省去了原来水冷风冷系统中两次空气与水交换的过程,且系统采用液体充分接触交换的方式,因此 很容易实现单机柜 100kW 的换热 ,并实现较低功耗(换热量大,因此需求的流速低,泵功耗低),冷却部分 PUE 可达 1.04。

什么是冷板式液冷?

冷板式液冷的技术原理是 将换热器就近直接贴合发热部件放置就近散热 。为了提高换热能力,需要尽可能增大换热面积,必须要尽可能将板式换热器平整地贴合在热源表面,异形的设备很难采用这种换热形式。因此只有形状比较规则的芯片才适合采用冷板换热,这也就造成了冷板方案的一大问题——服务器中其余的存储、内存、电源等占服务器整体 30% 的热量,依然需要采用传统风冷 IT 的方案去实现。

图2 冷板服务器方案系统原理图

如图 2 所示,由于冷板散热特点,导致应用冷板方案必须同时叠加两套制冷系统,成本和实际系统 PUE 都会有所上升。服务器内部液冷循环为单环路,无冗余,可靠性比液冷 2N CDU 冗余设计低一个等级。此外,以数据中心 12 年使用期为例,采用冷板液冷服务器内置冷板每次都需更换适配下一代 CPU 的冷板,因此每次迭代都会有 2 - 3 次的重复投资。这些都使得冷板系统更加复杂,TCO 相对较高。

什么是风冷?如何区分风冷与液冷?

很多人会把传统意义上的风冷和液冷所对应的“风冷”概念相互混淆。其实,传统上所谓的风冷和水冷,指的是数据中心制冷系统的室外侧冷却方式。其中传统上默认的服务器冷却方式都是空气冷却(风冷); 而液冷相对所说的风冷,指的是室内侧服务器的冷却散热方式, 这二者完全指的是不同部分的换热形式。因此,可以参考冷水主机关于室内侧和室外侧换热整合的说法进行命名。按照数据中心室外侧散热方式+室内侧服务器换热方式的完整命名方式划分,可分为四种类型,其分类方式应该按照如图 3 所示,两两组合:

图3 风冷与水冷场景定义

由此我们可以得到更为全面的室外侧+室内侧的冷却类型分类命名方法:分别是 全风冷 (代表:传统 DX 系统精密空调)、 风冷液冷 (液冷+干冷器/风冷冷凝器)、 水冷风冷 (代表:水冷冷冻水系统)和 水冷液冷 (液冷+冷却塔)四种形式。可以看到,液冷和传统上数据中心所说的“风冷”并不是同一维度的事物,我们需要将室内外两侧区分开来看待,液冷同样具有多种的换热形式,可以实现完全不消耗水的空气冷却方案,也可以称之为风冷液冷或无水液冷。

什么是风液共存?

既然有风冷、液冷之分,那么,在同一个数据中心,是否可以同时使用这两种技术呢?有无冲突与矛盾? 实践证明,完全可以做到“风液”共存。

风液共存,有两种含义。同样的从室内侧和室外侧的散热方式上来理解,都有风液共存的场景和意义。

从室内侧来理解,风液共存即指,在同一个数据中心,服务器既可以有采用空气冷却的子机房,也可以有用液冷的子机房。 为什么要采用这种结构呢?这是由于目前液冷成本还较高,为了平衡初投资和 PUE 而采用的折中方式。水冷液冷制冷 PUE 可达 1.09 ,而采用水冷风冷的数据中心 PUE 往往达到 1.4 以上,因此这两种方案混布,能够带来 成本降低 PUE目标达成 。如图 4,在风液混布的数据中心,风冷和液冷分别处于不同的子机房,互相之间*无干扰。

图4 风液混布数据中心架构示意图

从目前国家东数西算数据中心普遍的管控政策看来,北方地区 PUE1.2,南方地区 1.25,可以满足未来三年规划数据中心的节能需求。因此可以根据不同地区的需要来选择风液混布的比例。 从室外侧来理解,风液混布也具有典型意义。 在传统 IDC 建设之中,室外侧冷却是采用风冷冷却还是水冷蒸发冷却一直存在着广泛的争议。

从效率角度看

水蒸发换热具有无可比拟的优势 ,而且由于水价的低廉,用水成本在数据中心的比例远远低于用电成本,这二种成本相差一个数量级以上,因此传统建设者普遍不关注耗水量的问题。

从节水角度看

我国北方普遍缺水,华北地区地下水已经达到每年入不敷出的境地。数月之前,乌兰察布政府发布了新的政策,全面禁止大数据企业使用地下水资源,包括已建成的均需要限期进行改造为风冷。可以说,未来数据中心,尤其是北方地区的数据中心, 将面临着无水可用或者用水成本大幅上升(水处理成本/水价跃升的成本)的困境

在传统建设模式中,这两种冷却方式由于蒸发效率在换热效果的巨大优势而失去了平衡。但是在液冷出现后,由于水冷液冷 pPUE 可达 1.04,而风冷液冷同样可以实现 pPUE1.05,蒸发换热带来的效率提升已经微乎其微,基于此,在未来的液冷项目中,我们完全可以 采用不耗水的干冷器或风冷冷凝器来构筑无水液冷方案,并且辅助以蒸发喷淋的功能, 使得在有充足水源或者水价相对电价更有优势的区域采用辅助蒸发,提升系统效率,降低 TCO,实现更加经济的运行,实现风与液冷的灵活调度,共同工作。

启富投顾-分析:液冷服务器机会

一.液冷服务器介绍

AI液冷服务器,是指液体注入服务器,通过冷热交换带走服务器的散热的一种服务器。从服务器物理形态上区分有:冷板式液冷服务器、全浸没式液冷服务器。

冷板式液冷技术 ,即利用工作流体作为中间热量传输的媒介,将热量由热区传递到远处再进行冷却。工作液体不与电子器件直接接触,而是通过液冷板等高效热传导部件将被冷却对象的热量传递到冷媒中,因此冷板式液冷技术又称为间接液冷技术。散热速度远远大于空气,因此制冷效率远高于风冷散热,每单位体积所传输的热量即散热效率高达1000倍,可有效解决高密度服务器的散热问题,降低冷却系统能耗并降低噪声,单机柜功率密度可达25kW以上,相比风冷散热方式大幅提升。

浸没式相变液冷服务器 ,将服务器主板、CPU、内存等发热量大的元器件完全浸没在冷媒中,在工作状态下,各发热部件会产生热量,引起冷媒温升。当冷媒温度升高到系统压力所对应的沸点,冷媒工质发生相变,从液态变化为气态,通过汽化热吸收热量实现热量的转移,这种通过冷媒吸收热量冷却的技术即相变液冷技术。浸没式相变液冷技术利用液体相变将热量直接带走,减少了传热过程的热阻,相比冷板式液冷,浸没式液冷技术具有更高的传热效率,是液冷之中最节能、*高效的新兴制冷模式,单机柜功率密度可达60kW以上。

二.行业发展格局

据赛迪研究院调研,2019 年液冷IDC主要用在超算等行业,互联网、金融和电信行业业务量在快速增长,预计2025年互联网行业液冷数据中心占比达24.0%,2019年中国液冷数据中心的市场规模为261亿元,2025年我国液冷数据中心的市场规模将破1200亿元,行业增速保持在30%左右。

2021 年我国数据中心耗电量为 2166 亿 kwh,占社会总耗电量的2.6%,相当于1.3个上海市的总社会用电量,其中散热能耗占比超40%。受高密度服务器和GPU功耗增加等需求驱动,叠加液冷成本的逐步可控,未来风冷将被液冷替代;随着冷却液的价格下降,浸没式液冷的渗透率或将进一步提升,2025年占比将超过40%。

三.液冷服务器主要供应商

液冷行业上游主要为产品零部件,包括接头、CDU、冷媒、电磁阀、TANK、maniflod 等。中游主要为液冷服务器,服务器厂商浪潮信息在投资者互动平台表示,公司已将“All in液冷”纳入公司发展战略,已拥有300多项液冷技术领域核心专利,已参与制定与发布10余项冷板式液冷、浸没式液冷相关设计技术标准;中科曙光表示,子公司曙光数创是以数据中心高效冷却技术为核心的数据中心基础设施产品供应商,主要产品浸没相变液冷数据中心基础设施、冷板液冷数据中心基础设施、模块化数据中心、液冷集装箱数据中心等已在多地区、多领域落地应用。

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投资顾问:周红生

执业证书编号:A1130616110001

以上就是液冷服务器是什么东西?的详细内容,希望通过阅读小编的文章之后能够有所收获!

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