中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：液冷技術(shù)正迅速成為智算中心制冷的最佳解決方案。英偉達(dá)創(chuàng)始人黃仁勛在演講中提到，液冷技術(shù)將成為AI算力的下一個(gè)趨勢(shì)性領(lǐng)域。隨著生成式AI技術(shù)及應(yīng)用的快速推廣，AI大算力等大功率應(yīng)用場(chǎng)景持續(xù)落地，對(duì)智算中心冷卻設(shè)備與技術(shù)提出了更高要求。傳統(tǒng)風(fēng)冷技術(shù)在高熱密度場(chǎng)景中已顯現(xiàn)出瓶頸。為什么智算中心已經(jīng)離不開液冷？
液冷散熱勢(shì)在必行
隨著人工智能的發(fā)展，芯片的功耗越來越高。高算力應(yīng)用場(chǎng)景不斷涌現(xiàn)，AI芯片迭代加速，芯片功耗逐代提升。例如，英偉達(dá)最新的GPU一顆功耗達(dá)700瓦，下一代更是達(dá)到1200瓦。傳統(tǒng)風(fēng)冷方式已經(jīng)無法滿足高功耗芯片的散熱需求，液冷技術(shù)因此成為市場(chǎng)的新寵?？浦亲稍冾A(yù)計(jì)，到2025年單機(jī)柜功率密度將向20kW演進(jìn)，液冷散熱勢(shì)在必行。
傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心有40%左右的能耗用于空調(diào)系統(tǒng)，而液冷服務(wù)器的散熱耗電占比將會(huì)下降到20%以內(nèi)。這一優(yōu)勢(shì)使得液冷技術(shù)成為綠色數(shù)據(jù)中心建設(shè)的重要手段。
冷板式占比90%
目前，液冷技術(shù)主要有兩種流派：冷板式和浸沒式。
冷板式液冷是最早采用的液冷方式，成熟度較高，價(jià)格相對(duì)較低。根據(jù)研究數(shù)據(jù)，冷板式液冷在中國(guó)市場(chǎng)占據(jù)了90%的份額。冷板式液冷通過把冷板與發(fā)熱器件緊密固定，將發(fā)熱器件的熱量傳導(dǎo)給冷板中的冷卻液，簡(jiǎn)單粗暴但有效。
浸沒式液冷系統(tǒng)雖然初期投資較高，但其運(yùn)行3-5年后，整體成本將低于風(fēng)冷系統(tǒng)。浸沒式液冷技術(shù)可以將數(shù)據(jù)中心PUE降到1.2以下，聯(lián)合其他技術(shù)，可以趨近于1。
科智咨詢預(yù)測(cè)，未來五年，冷板式液冷智算中心仍將是市場(chǎng)應(yīng)用主流，市場(chǎng)規(guī)模保持50%以上增長(zhǎng)。冷板式液冷的成本優(yōu)勢(shì)及系統(tǒng)的多樣性、便利性是用戶選擇采用冷板式液冷方案的主要因素，隨著冷板標(biāo)準(zhǔn)走向統(tǒng)一，產(chǎn)量提升有望繼續(xù)帶來成本下降。
浸沒式液冷在智算中心應(yīng)用市場(chǎng)也將持續(xù)發(fā)展，浸沒式液冷商業(yè)化應(yīng)用主要面臨成本和可靠性問題，目前國(guó)內(nèi)廠商積極發(fā)力冷卻液市場(chǎng)，開展兼容性及可靠性測(cè)試，有望解決商業(yè)化難題。隨著芯片功率和單機(jī)柜密度的持續(xù)提升，以及規(guī)模試點(diǎn)項(xiàng)目取得進(jìn)展，浸沒式液冷將憑借更加高效的散熱能力，實(shí)現(xiàn)規(guī)模商用及市場(chǎng)規(guī)模的較快增長(zhǎng)。
液冷應(yīng)用隨智算建設(shè)加速
目前，液冷技術(shù)已經(jīng)在一些領(lǐng)先的智算中心中得到了應(yīng)用。例如，谷歌和微軟等科技巨頭已經(jīng)開始在其數(shù)據(jù)中心中試點(diǎn)液冷技術(shù)，以提升能源效率和降低運(yùn)營(yíng)成本。國(guó)內(nèi)，以阿里為代表的科技企業(yè)以及以移動(dòng)、電信、聯(lián)通為代表的三大運(yùn)營(yíng)商也在嘗試液冷的應(yīng)用。2023年6月，三大運(yùn)營(yíng)商聯(lián)合發(fā)布《電信運(yùn)營(yíng)商液冷技術(shù)白皮書》，計(jì)劃于2025年實(shí)現(xiàn)50%以上項(xiàng)目應(yīng)用液冷技術(shù)。
當(dāng)前，國(guó)內(nèi)外AI邏輯不斷強(qiáng)化，AI算力投資已逐漸步入正循環(huán)。高算力需求下，算力芯片熱功率不斷攀升，傳統(tǒng)風(fēng)冷散熱模組已達(dá)瓶頸。新一代算力芯片如B200、GB200、Gaudi3以及部分國(guó)產(chǎn)芯片已切換至液冷板散熱模組。液冷技術(shù)不僅能有效解決散熱問題，還能大幅提高能效。
目前已經(jīng)有多個(gè)液冷智算項(xiàng)目落地（了解智算中心詳情請(qǐng)點(diǎn)擊283個(gè)智算中心都建在哪？），產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)積攢更多行業(yè)經(jīng)驗(yàn)，產(chǎn)業(yè)生態(tài)成熟是液冷市場(chǎng)爆發(fā)性增長(zhǎng)的重要節(jié)點(diǎn)。
國(guó)內(nèi)液冷智算中心加速建設(shè)
未來市場(chǎng)前景：液冷加速滲透
根據(jù)科智咨詢，預(yù)計(jì)到2027年，大模型商用落地，液冷生態(tài)趨于成熟，市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)到1020億元，2022-2027年CAGR達(dá)59%。液冷技術(shù)的市場(chǎng)前景一片光明。
液冷是解決“算力熱”與“散熱焦慮”問題的最優(yōu)解。目前，全球AI算力快速增長(zhǎng)，且芯片TDP功率持續(xù)提升，AI算力到2026年將超40GW，占數(shù)據(jù)中心總能耗超40%，將成為數(shù)據(jù)中心能耗爆發(fā)的主要推手。有研究機(jī)構(gòu)認(rèn)為，從TCO角度來看，當(dāng)前冷板液冷綜合OPEX較風(fēng)冷已具備優(yōu)勢(shì)；且政策對(duì)數(shù)據(jù)中心PUE要求趨于嚴(yán)格，液冷作為最優(yōu)解有望迎來加速滲透，以H100機(jī)柜為例，液冷方案下PUE僅為1.1，較風(fēng)冷降低約27%，3年周期下液冷方案可較風(fēng)冷節(jié)省成本約6萬(wàn)美元。
智算中心需要液冷技術(shù)。隨著市場(chǎng)的快速發(fā)展和技術(shù)的不斷進(jìn)步，液冷技術(shù)必將在智算中心的綠色變革中發(fā)揮更大的作用。液冷技術(shù)的綠色變革之路才剛剛開始，未來的智算中心將更加環(huán)保、高效，讓我們拭目以待。
