中國儲能網訊：在數字經濟的快速發(fā)展下，數據中心作為信息時代的“大腦”，其能效與散熱技術的優(yōu)化已成為行業(yè)關注的焦點。尤其是近年來，隨著計算需求的爆炸式增長，傳統(tǒng)風冷方案逐漸顯示出其局限性，液冷技術因其出色的散熱效率而成為業(yè)界新寵。
目前，中國液冷數據中心的規(guī)?；瘧萌蕴幱诔跫夒A段，主要應用于對計算密度要求極高的場景，如超級計算中心和部分先進的互聯網企業(yè)數據中心。例如，國家超級計算深圳中心二期項目、阿里巴巴仁和數據中心等，都采用了液冷技術，以應對日益增長的散熱挑戰(zhàn)。
液冷技術相較于傳統(tǒng)風冷技術，具有更高的散熱效率和能源利用率。特別是在高密度、高功耗的數據中心環(huán)境中，液冷能顯著降低PUE（功率使用效率）值，實現更為綠色、節(jié)能的運營。然而，液冷技術在國內數據中心的推廣應用仍面臨一些挑戰(zhàn)，包括成本較高、技術成熟度有待提升、市場認知度不足等問題。
中國IDC圈整理為了展現了液冷技術在中國應用的多樣性和廣泛性整理了液冷數據中心項目案例。從冷板式到浸沒式，從超級計算中心到云數據中心，各類項目的成功實踐。我們收集的16個項目中，11個項目采用了浸沒式液冷方式，主要是一部分為超算項目，一部分為液冷實驗項目。真正商用的液冷主要互聯網數據中心項目，這些項目不僅證明了液冷技術在提升數據中心能效方面的巨大潛力，也為行業(yè)的發(fā)展提供了寶貴經驗。
特別關注——液冷數據中心項目篇
1、國家超級計算深圳中心二期項目— 深圳 | 浸沒式
2022年11月14日，我國在建的最大超算中心——國家超級計算深圳中心項目二期正式開工，項目位于深圳市光明區(qū)，據了解，本項目將建設持續(xù)計算能力達2Eflops，存儲能力可擴展到1000P的E級計算機應用系統(tǒng)。項目用地面積4.6萬平方米，總建筑面積11.28萬平方米，建設周期從2022年至2025年。項目投資額 120 億元，將采用曙光的浸沒式液冷服務器。
2、天府云數據產業(yè)基地項目— 四川 | 冷板式
四川能投天府云數據產業(yè)基地位于成都簡陽空天產業(yè)園，項目于2021年12月開工，2022年8月15日封頂，是四川省重點推進項目，是四川能投集團落實省委、省政府“5+1”產業(yè)布局在數字經濟領域的引導性新基建標桿項目。
項目一期投資9.75億，占地208畝，建筑面積47000平方米，包括3棟單體建筑，其中2棟數據中心樓、1棟運營樓，規(guī)劃5000個平均功率5.49KW的高標準機柜。項目遵循國家標準A級數據中心建設等級要求，并采用冷板式液冷、水冷+自然冷卻和余熱回收等技術，依托四川能投自身的綠色能源優(yōu)勢，借力集團在相變液冷、地熱、儲能、氫能等方面的內部資源，實現PUE小于1.25的目標。
3、合肥先進計算中心項目— 安徽 | 浸沒式
合肥先進計算中心“巢湖明月”是合肥綜合性國家科學中心重大科技基礎設施和公共服務平臺，擁有科學計算、智能計算、液冷、存儲等在內共1500多臺服務器。該中心由合肥市大數據資產運營有限公司建設，系統(tǒng)建設規(guī)模為雙精度計算峰值12PFlops、整數計算峰值256Pops、數據總存儲容量15PB。其中，雙精度計算峰值相當于31250臺酷睿I7-9700電腦，存儲容量相當于117187部128G手機，采用浸沒式液冷技術。
4、國家超級計算鄭州中心項目— 河南 | 浸沒式
國家超級計算鄭州中心建筑面積共4萬余平方米，其中，機房及環(huán)境配套設施建筑面積9千余平方米。中心主機系統(tǒng)取由“中岳嵩山”，被命名為“嵩山”超級計算機， 該中心主機系統(tǒng)總體設計按照“安全可控、應用包容、按需擴展、高效節(jié)能”的基本原則，配備新一代高性能計算機——“嵩山”超級計算機，理論峰值計算能力100PFlops，存儲容量100PB，采用綠色節(jié)能的浸沒式相變液冷冷卻技術，PUE值低于1.04。
5、國家電網寧波北侖數據中心項目— 浙江 | 浸沒式
2020年10月，云酷智能在寧波北侖高塘變電站變成功打造浙江首臺PUE低于1.08的室外模塊化浸沒式液冷數據中心。該數據中心采用模塊化液冷機房部署方式，外置冷卻塔系統(tǒng)散熱，項目建設機房總容量334U，總功率100kW。經北京信通院檢測，該數據中心PUE＜1.04，節(jié)約65%占地面積，縮短70%建造時間，每年節(jié)約電量302745kW·h，節(jié)省電費約24.22萬元。
6、國家超級計算成都中心項目— 四川 | 浸沒式
國家超算成都中心位于四川成都天府新區(qū)興隆湖東南角。2020年9月，國家超算成都中心投運，項目采用浸沒式相變液冷技術為超算核心設備提供高效換熱，最高運算速度達10億億次/秒。投運來，超算中心先后為北京、上海、廣州、重慶等35個城市的760余個用戶提供了算力服務，服務領域涵蓋航空航天、裝備制造、新型材料、人工智能等30個領域，包括高海拔宇宙線觀測站等13個國家重大科技基礎設施、國家級課題。
7、國家超級計算昆山中心項目— 江蘇 | 浸沒式
2020 年，國家超級計算昆山中心建設項目順利通過科技部組織的專家驗收，項目總算力達 400Pflops。擁有 CPU+DCU 計算單元結構，CPU 采用國產曙光 7000 系列，DCU（類 GPU 結構）采用國 產海光1號加速器，項目采用了曙光的全浸沒液冷服務器。
8、地球系統(tǒng)數值模擬裝置專用高性能計算機— 北京 | 冷板式
2015年，中科院大氣物理研究所的“地球數值模擬裝置原型系統(tǒng)”率先使用冷板式液冷服務器，大大提高散熱效率，也成為國內液冷服務器大規(guī)模使用的第一個公開案例。2017年，該系統(tǒng)上榜當年全球高性能計算機（HPC）TOP500榜單。
9、山西先進計算中心項目— 山西 | 冷板式
山西先進計算中心暨計算科學產業(yè)基地是在太原市人民政府、山西轉型綜合改革示范區(qū)、中科曙光的大力支持下，以原中國科學院先進計算技術創(chuàng)新與產業(yè)化聯盟北京計算中心為基礎組建的。作為該中心的建設和運營主體，國科晉云正是它們三方合作的成果。據悉，山西先進計算中心項目于2017年底簽約、2018年10月份開始運行。每秒4000萬億次的超級運算的 “硅立方”系統(tǒng)顛覆了傳統(tǒng)的風冷制冷方式，采用的是冷板式液冷降溫，大約能夠降低40%的能耗。
10、阿里巴巴浙江云計算仁和數據中心項目— 浙江 | 浸沒式
2020年9月，阿里巴巴浙江云計算仁和數據中心（以下簡稱“阿里仁和數據中心”）正式開啟服務，該項目位于余杭區(qū)錢江經濟開發(fā)區(qū)，采用了多項阿里巴巴最先進節(jié)能技術進行規(guī)劃設計與建造，如服務器全浸沒液冷、高壓直流（HVDC）、供配電分布式冗余（Distribution Redundancy）、智能AI優(yōu)化算法等。由于服務器全浸沒液冷技術的大規(guī)模利用，阿里仁和液冷數據中心整體能源使用效率只有1.09，達到目前世界最領先水平。
11、阿里云北京冬奧云數據中心項目— 河北 | 浸沒式
阿里云張北數據中心位于河北省張家口市張北縣，距離首都北京約220公里，所承載的華北3節(jié)點已成為阿里云對外服務的最大核心地域節(jié)點之一，也是2022年北京冬奧會的主數據中心（阿里云北京冬奧云數據中心）。該區(qū)域由3個相距20公里左右的數據中心園區(qū)組成，也是國內企業(yè)首個采用三點式布局的數據中心集群。阿里云浸沒式液冷實驗的首要目標并不是追求極致的PUE，冷卻水系統(tǒng)采用30～35℃的供回水就可以維持服務器的正常運轉，擴大了數據中心采用自然冷卻的選擇范圍。一個30萬臺服務器規(guī)模的云數據中心集群，以每臺服務器600W計算，如果年均PUE能夠從1.25降至1.1，一年節(jié)電即可超過2億度，相當于減少20萬噸二氧化碳的排放量。
12、騰訊清遠數據中心項目— 廣東 | 冷板式
騰訊數據中心聯合星星海實驗室展示了光伏，服務器液冷等技術在數據中心中的應用、數據中心綠色能源解決方案以及nanoT-block戶外一體柜，描繪了分布式云背景下的騰訊數據中心零碳藍圖。此次聯合星星海實驗室展出的騰訊液冷技術已經在清遠清新數據中心小規(guī)模研究驗證，通過液冷冷板直接為cpu散熱的方式，將T-block本就很低的年均PUE進一步降到了1.10。
13、潤澤科技國際信息云聚核港項目— 河北 | 冷板/浸沒式
潤澤科技國際信息云聚核港項目服務于國內某知名短視頻企業(yè)，于2023年7月1日投入使用。該項目總建筑面積 41726.34平方米，建筑高度 30.6米，規(guī)劃設計建設2124架液冷機柜，單機柜功率最低21kW，最高功率達 50kW。
14、中聯綠色大數據產業(yè)基地項目—山西 | 冷板/浸沒式
“中聯綠色大數據產業(yè)基地”是中聯數據集團在大同陽高建設的國內單體最大的超大規(guī)模定制化數據中心，總裝機規(guī)模預計10萬+高密機柜，規(guī)劃總占地規(guī)模約1000畝，總建筑面積超過50萬平方米，項目綜合投資預計超300億元。本次建設的機房為字節(jié)跳動專用機房，機柜功率密度較高，末端采用風墻、板式液冷、浸沒液冷等多種方式。經多次技術比較、評選，確定間接復合直接蒸發(fā)冷卻技術節(jié)能效果最好，能充分利用當地優(yōu)良的氣象資源。
15、京東云華北（廊坊）數據中心項目— 河北 | 冷板式
京東云華北（廊坊）數據中心項目借助京東云的整機柜冷板式液冷技術，可以實現芯片級液體直接冷卻，將室外冷源（水或氟化物）直接注入服務器主板芯片進行冷卻，達成系統(tǒng)去冷機化。CPU散熱由冷卻液通過室內板式換熱器換熱后，可直接利用室外冷卻塔進行散熱，全年及全國絕大部分區(qū)域內均可進行自然冷卻，實現超低PUE。在規(guī)模投入2021年京東11.11的數據中心，借助液冷技術可以實現全年運行PUE低于1.1，基礎設施能耗節(jié)省可達30%，對應碳排放總量減少10%以上。
16、中國電信中部智算中心項目— 湖北 | 浸沒式
中國電信中部智算中心建在位于武漢東湖高新區(qū)的中國電信中部大數據中心（武昌基地）。據了解，中部智算中心一期項目液冷機房，該項目可提供200P的算力，相當于20萬個1TB移動硬盤的數據在1秒內即可處理完畢。該項目首次采用基于國產AI基礎軟硬件平臺的方案架構，實現算、存、網、電、熱整體設計。通過獨特的嵌入式液冷單元，盲插總線架構，實現液冷到芯片，液冷到服務器，液冷到機柜，全場景PUE≤1.15.在達到業(yè)內一流綠色節(jié)能環(huán)保水平的同時，可支持部署萬億參數大模型。
隨著大數據、人工智能、云計算等技術的不斷進步，數據中心對于算力和能效的需求將進一步提升，液冷技術的應用潛力將更加凸顯。為了促進液冷技術在中國數據中心領域的廣泛應用，行業(yè)需要加大技術研發(fā)和創(chuàng)新力度，降低應用成本，同時加強市場教育和推廣，提升液冷技術的認知度和接受度。
雖然液冷技術在中國數據中心的應用還面臨一系列挑戰(zhàn)，但隨著技術的不斷成熟和市場的逐步開拓，液冷技術有望在未來成為中國乃至全球數據中心散熱解決方案的重要選擇。
