数据中心冷却市场规模扩张,液冷黄金时代来临

2024-06-21 15:28:23     来源:

在可持续性要求和AI算力功耗不断上升的背景下,数据中心冷却市场正展现出强劲增长势能和巨大发展前景。

6月20日,Omdia发布的数据显示,2023年数据中心冷却市场规模已飙升至76.7亿美元,远超预期,这一增长势头预计将持续至2028年,年均复合增长率(CAGR)将达到18.4%,届时市场规模将达168.7亿美元。Omdia称,这一增长浪潮在很大程度上受到AI驱动的需求和高密度基础设施创新的推动,标志着该行业步入重要转折点。

当前,数据中心散热技术主要有以空气为介质进行散热的风冷技术和以液体为介质的液冷技术。其中风冷技术是目前普遍应用的散热技术,但在AI集群、高性能计算(HPC)集群等散热密度较高的场景下,液冷技术优势尽显,推动数据中心液冷时代加速到来。在液冷领域,全球算力厂商联想集团,正以其技术实力和市场影响力,逐步成为行业领军者。

AI“热”浪下数据中心加速液冷

数据中心作为算力基础设施的载体,主要为服务器、存储、机柜等ICT设备提供运行环境场所,整个产业链通常涉及IT、电力和制冷,其中制冷系统是数据中心IT设备稳定运行的重要保障,也是维持数据中心良好运转的基础。

近年来,随着AI、云计算、大数据等数字技术不断发展,数据中心数量和规模加速扩张,但与之而来的是能源消耗急剧上升,使得数据中心成为全球最大的能源消耗者。在能耗压力和可持续发展目标下,数据中心制冷迫在眉睫,数据中心冷却市场由此也呈高速增长态势。

当前,生成式AI引领的技术变革带动下,全球AI算力需求高涨,驱动数据中心朝高密度化发展,带动数据中心计算芯片功耗持续上升,根据芯片研究公司SemiAnalysis的数据,2023年至2026年,全球数据中心能耗将从49GW增至96GW,三年CAGR超 25%,其中AI算力能耗激增,到2026年将超40GW,占数据中心总能耗超40%,成为数据中心能耗增长的主要推手。

随着AI算力芯片功耗攀升,传统风冷散热方式的制冷也迎来挑战。根据开源证券测算,在大模型训练和推理下的高算力需求下,主流GPU的TDP(热设计功耗)值已增长至700W,已加速逼近风冷散热上限(800W左右)。为应对AI算力功耗增长,确保数据中心算力稳定高效运行,液冷技术逐渐成为AI算力“降温”的必然选择。

相较而言,液冷散热方式具有能耗低、高散热、成本低、高空间利用率、易部署以及余热回收易实现等优势。山西证券指出,液冷技术是解决“算力热”与“散热焦虑”问题的最优解。

根据Omdia数据,在数据中心冷却市场中,液冷技术的市场占比正逐年递增,有望从2023年13%增长至2028年的33%。Omdia指出,液冷技术的应用呈现出强劲的增长势头,特别是在北美和中国,在这个近10亿美元(2023年数据)的市场中,美国的冷板式液冷供应商CoolIT Systems仍然是液冷市场的头部企业,服务器厂商联想集团则紧随其后。

从中国市场来看,数据中心液冷正加速起势。当前,数据中心作为我国“新基建”重要组成,被赋予绿色低碳等新内涵,政策层面也明确提到到2025年,全国新建大型、超大型数据中心平均电能利用效率(PUE)降到1.3以下,国家枢纽节点进一步降到1.25以下。根据工信部数据,2023年度国家绿色数据中心PUE平均值为1.26,仍然处于高位水平,而液冷方案能大幅降低PUE,潜在应用空间极大。

算力巨头释放“冷”实力

数据中心冷却市场强劲发展,表明了AI浪潮下,算力行业绿色变革提速。液冷作为一种算力设施绿色技术正在数据中心快速普及,并呈现向好发展态势,在此背景下,深度布局的厂商也迎来发展良机。

以全球领先的算力厂商联想集团为例,其在业内首创了通过纯净水对数据中心进行散热的解决方案——温水水冷技术,并推出了联想海神(Neptune™)温水水冷方案,该技术可通过整机柜全水冷无风扇设计,使服务器散热效率达98%,实现90%的余热回收再利用,并降低42%的能耗,数据中心PUE可降至1.1。

在应用方面,联想温水水冷技术在全球已部署超7万套,广泛应用于高校、科研机构、企业及政府部门。如其为上海交通大学打造的“思源一号”绿色水冷高性能计算集群,计算密度是通用数据中心的5倍,需要的机房面积不足通用机房的1/10,数据中心PUE降低至1.1左右,实现了42%的节能减排,同时还利用余热回收技术,实现每年950吨的额外碳补偿。

联想集团的绿色算力技术,还在权威国际榜单中拔得头筹。去年11月公布的Green500全球最高能效高性能计算机排行榜中,联想打造的科学计算集群Henri以65.4 GFlops/Watts(每瓦654亿次浮点运算)的能效三次蝉联榜首。

液冷技术的爆发,还带动了液冷服务器的高速增长。以我国市场来看,IDC数据显示,2023年我国液冷服务器同比大增52.6%,市场规模达到15.5亿美元,预计2023-2028年,我国液冷服务器市场年复合增长率将达到45.8%,2028年市场规模将达到102亿美元。联想集团得益于其领先的液冷技术,2023年已成为我国前五大液冷服务器提供商。

联想集团以温水水冷为核心的绿色算力技术是其算力基础设施的重要组成,这背后体现的是其“AI赋智,绿色赋能”的AI算力战略。该战略聚焦AI时代下大模型、大算力需求,以AI导向的基础设施,致力于打造高效、安全、稳定且低PUE的算力基础设施底座。

为了进一步夯实AI算力战略,联想集团还整合推出了“一横五纵”的AI导向的基础设施布局。“一横”基于万全异构智算平台,可高度自动化地完成AI全流程开发,提供高可用算力,并持续突破计算效率瓶颈;“五纵”依托服务器、存储、数据网络、软件及超融合、边缘基础设施产品和方案五大产品,为数据中心、智算中心等场景构筑稳定高效的产品和服务基础。

面对日益增长的AI算力浪潮,大量高功耗芯片提供的算力服务需求只增不减,为数据中心冷却市场的崛起提供了发展基础。联想集团以先进的液冷技术方案,强力输出“绿色生产力”,为绿色数据中心产业助力的同时,也获得了自身竞争力的显著提升。

 

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