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算力的下一個趨勢性領(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)用場景持續(xù)落地，對智算中心冷卻設(shè)備與技術(shù)提出了更高要求。傳統(tǒng)風冷技術(shù)在高熱密度場景中已顯現(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，英偉達最新的GPU一顆功耗達700瓦，下一代更是達到1200瓦。傳統(tǒng)風冷方式已經(jīng)無法滿足高功耗芯片的散熱需求，液冷技術(shù)因此成為市場的新寵?？浦亲稍冾A(yù)計，到2025年單機柜功率密度將向20kW演進，液冷散熱勢在必行。

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下降到20%以內(nèi)。這一優(yōu)勢使得液冷技術(shù)成為綠色數(shù)據(jù)中心建設(shè)的重要手段。

液冷服務(wù)器的散熱耗電

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，價格相對較低。根據(jù)研究數(shù)據(jù)，冷板式液冷在中國市場占據(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，但其運行3-5年后，整體成本將低于風冷系統(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，未來五年，冷板式液冷智算中心仍將是市場應(yīng)用主流，市場規(guī)模保持50%以上增長。冷板式液冷的成本優(yōu)勢及系統(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，隨著冷板標準走向統(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，目前國內(nèi)廠商積極發(fā)力冷卻液市場，開展兼容性及可靠性測試，有望解決商業(yè)化難題。隨著芯片功率和單機柜密度的持續(xù)提升，以及規(guī)模試點項目取得進展，浸沒式液冷將憑借更加高效的散熱能力，實現(xiàn)規(guī)模商用及市場規(guī)模的較快增長。

浸沒式液冷

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)中心中試點液冷技術(shù)，以提升能源效率和降低運營成本。國內(nèi)，以阿里為代表的科技企業(yè)以及以移動、電信、聯(lián)通為代表的三大運營商也在嘗試液冷的應(yīng)用。2023年6月，三大運營商聯(lián)合發(fā)布《電信運營商液冷技術(shù)白皮書》，計劃于2025年實現(xiàn)50%以上項目應(yīng)用液冷技術(shù)。

當前，國內(nèi)外AI邏輯不斷強化，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)風冷散熱模組已達瓶頸。新一代算力芯片如B200、GB200、Gaudi3以及部分國產(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)有多個液冷智算項目落地（了解智算中心詳情請點擊283個智算中心都建在哪？），產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)積攢更多行業(yè)經(jīng)驗，產(chǎn)業(yè)生態(tài)成熟是液冷市場爆發(fā)性增長的重要節(jié)點。

國內(nèi)液冷智算中心加速建設(shè)

國內(nèi)液冷智算中心加速建設(shè)

未來市場前景：液冷加速滲透

根據(jù)科智咨詢，預(yù)計到2027年，AI大模型商用落地，液冷生態(tài)趨于成熟，市場規(guī)模有望達到1020億元，2022-2027年CAGR達59%。液冷技術(shù)的市場前景一片光明。

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，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。有研究機構(gòu)認為，從TCO角度來看，當前冷板液冷綜合OPEX較風冷已具備優(yōu)勢；且政策對數(shù)據(jù)中心PUE要求趨于嚴格，液冷作為最優(yōu)解有望迎來加速滲透，以H100機柜為例，液冷方案下PUE僅為1.1，較風冷降低約27%，3年周期下液冷方案可較風冷節(jié)省成本約6萬美元。

智算中心需要液冷技術(shù)。隨著市場的快速發(fā)展和技術(shù)的不斷進步，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。

為推動節(jié)能減碳、助力智算產(chǎn)業(yè)綠色化發(fā)展，由中國IDC圈主辦的“中國智算產(chǎn)業(yè)綠色科技大會”將于8月在上海舉行，大會將邀請院士學者、業(yè)內(nèi)專家、政府主管部門、研究機構(gòu)、液冷企業(yè)、儲能企業(yè)、電信運營商、算力服務(wù)商、證券公司、資管機構(gòu)、銀行、智算中心建設(shè)方，圍繞綠色架構(gòu)、綠色技術(shù)、綠色應(yīng)用、綠色金融共同分享、探討算電協(xié)同、液冷發(fā)展、新能源應(yīng)用、算力調(diào)度、ESG實踐等內(nèi)容，以促進智算綠色低碳、普惠易用。