用液冷掀起绿色数据中心发展新浪潮 原创

“新基建”、“东数西算”及“十四五”数字中国建设目标的提出，为我国数字基础设施建设提供重要指导，数据中心产业发展步入新阶段，数据中心规模稳步增长。然而，数据中心作为耗电大户，在电力需求中占据较大份额，根据工信部数据，2021年数据中心耗电量2166亿千瓦时，占社会用电量比例达2.6%，相当于1.3个上海市的总社会用电量。

从2019年到2022年，全国数据中心机架数和能耗均有较大幅度的增长，根据相关机构调研，到2023年数据中心耗电量将达到2700亿千瓦时，增幅约31.6%，数据中心节能降耗迫在眉睫。节能降耗，令数据中心实现绿色、节能可持续发展，已经成为浪潮信息致力实现的目标。

PUE 1.3的数据中心红线

要实现绿色、节能的目标，首先要了解国家对于绿色数据中心建设的一些相关政策，这里最重要的一个指标就是“PUE”。浪潮信息数据中心产品部液冷产品线总经理李金波博士介绍，PUE是绿色数据中心核心的评价指标（Power Usage Effectiveness，电能利用效率），是指数据中心总耗电量与数据中心 IT 设备耗电量的比值。

浪潮信息数据中心产品部液冷产品线总经理李金波博士

数据中心的总耗电量除了IT设备的用电，还包括空调等冷却设备、照明设备、电网设备等等。PUE 值越接近 1 表明用于 IT 设备的电能占比越高，制冷、供配电等非 IT 设备耗能越低，其能效就越高，代表着数据中心更加绿色。按照当前我国数据中心规模计算，PUE每降低0.1，节省用电量150亿度，相当于减少碳排放1200万吨。

近年来，国家频频颁发数据中心建设相关政策，对PUE提出明确限制。2021年11月，国家发展改革委等四部门联合发布《贯彻落实碳达峰碳中和目标 要求推动数据中心和5G等新型基础设施绿色高质量发展实施方案》，目标到2025 年数据中心运行电能利用效率和可再生能源利用率明显提升，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。

2022 年 1 月，国务院印发“十四五”数字经济发展规划，随后国家发展改革委会同相关部门推进“东数西算”工程实施，强化数据中心绿色发展要求，强调大型、超大型数据中心 PUE 降到 1.3 以下，并在给多个算力网络国家枢纽节点启动的复函中，都将 PUE 指标控制在 1.25 以内。

然而，中国整体数据中心PUE平均水平基本在1.8左右，传统风冷数据中心PUE值通常在1.5－2.0之间，IT设备和空调制冷在电力消耗方面各占40%多，两个加起来占了整个数据中心电力消耗近90%。如果要降低数据中心的PUE，实现绿色节能，降低制冷电力消耗是核心方向。

液冷成为绿色数据中心的必由之路

从目前的技术方案来看，液冷是降低PUE至1.2以下十分有效的方式。同时，通过中压直供、间接蒸发冷却、高压直流、集中供电等方式可以实现数据中心40%以上的能耗节约。以1万台服务器的数据中心为例，采用这些绿色节能技术，一年可以带来近5万吨的二氧化碳排放降低。

据测算，预计2025年中国液冷数据中心的市场渗透率将达到20%以上。当前，液冷数据中心建设依然处于起步阶段，以头部互联网和金融通信行业为主的一些企业已经完成了液冷技术的试点。然而，市场整体液冷渗透率仍然较低。液冷的产业化需要携手产业链上下游合作伙伴，推动液冷标准的完善、产品的联合创新和解决方案的构建。

据李金波博士透露，浪潮信息在2022年将“All in液冷”纳入公司发展战略，全栈布局液冷，实现服务器全产品线支持冷板式液冷，提供液冷数据中心整体解决方案。并且，浪潮信息建成了亚洲最大的液冷数据中心研发生产基地，构筑了从研发、测试、生产、品控、交付的全链条液冷智造能力。

浪潮信息作为全球第二大服务器厂商，在绿色数据中心建设方面，逐步由服务器本身节能，发展到数据中心整体解决方案全系统节能；不仅在产品技术上突破，还有产业链的突破，依托全链条液冷智造能力，实现了液冷系统工程的建设发展。

新、旧数据中心的液冷建设

在绿色数据中心建设上有新建和传统数据中心改造两个方向，接下来李金波博士又谈及了这两个方向各自的改造重点：

新建数据中心：新建一个液冷数据中心是一个系统工程。对于中小型液冷数据中心建设，可以采用单模块部署；对于大型、超大型液冷数据中心，推荐采用集群式部署。

对于有机房的客户来说，需要进行室内液冷数据中心建设，即把液冷系统装进机房里。浪潮信息提供模块化液冷智算中心方案，把制冷、配电、监控、消防等子系统运到机房，现场组装。

对于未建设机房的客户来说，可以进行室外液冷数据中心建设，即“无中生有”。浪潮信息提供预制化液冷智算中心解决方案，在集装箱里盖好数据中心，在标准集装箱箱体基础上，工厂一体化集成制冷、配电、监控、消防等子系统，拉到现场直接整体交付客户，现场通水通电后即可使用。

传统数据中心改造：由于数据中心的使用周期远高于IT设备，基于节能降耗考虑，未来几年老旧数据中心的绿色化改造将成为液冷数据中心建设过程的一项重要工作，在改造过程中需要尽可能降低改造成本，用最小的改动带来最大化收益。

对于传统风冷老旧数据中心的液冷化改造，浪潮信息提供风液式和纯液冷两种改造模式。

风液式改造：有风液式冷板改造和风液式热管改造两种方式。针对原有的风冷环境，利用冷板或者热管将热量从服务器高功耗芯片中传递至机柜级大空间环境，进而利用原有机房环境风冷将热量带走。

纯液冷改造：在尽可能实现原有风冷室内空调复用、机柜复用、室外冷源复用的前提下，新增液冷系统部件及高功耗配电，用最小的系统改动，实现液冷的性能优势最大化。

绿色数据中心的端到端交付与智能运维

绿色数据中心需要建好，更需要用好，要想用好数据中心，管理运营就是必不可少的一个重要环节。“目前浪潮信息能够为用户打造全生命周期液冷整体解决方案，可以实现从核心部件到整体方案的全方位覆盖。”李金波博士说道。

在部件层面，在实现通用服务器、高密度服务器、整机柜服务器、AI服务器全系支持冷板式液冷的同时，浪潮信息数据中心具有冷量分配单元、液冷整机柜、液冷快速接头、分集水器、液冷集成冷源等核心液冷基础设施，并配合高功率配电柜/UPS，风冷列间空调以及动环监控系统。

在系统方案层面，无论是新建模块化液冷数据中心、预制化液冷数据中心，还是风液式或纯液冷老旧机房改造，浪潮信息都能够实现从前期规划咨询、中期设备定制、后期交付施工的端到端服务，为客户打造全生命周期最优的液冷解决方案。

上述解决方案可以令数据中心实现智能运维，通过浪潮信息数据中心智能管理系统，能够全方位管理每个机柜及每台服务器，实现供水量、水温等核心参数智能调控。尤其是漏液故障后，能实现精准定位、告警及停机，进一步将风险控制在最小影响范围，确保系统高安全性。此外，浪潮信息还在节点内设计了漏液检测装置，能精确定位泄漏节点，立即告知客户，实现1.2s的报警灵敏度。

与用户携手，推进绿色数据中心发展

今年，浪潮信息还与京东云联合发布ORS3000S液冷整机柜，数据中心部署总体能耗降低40%以上，散热效率提升50%，为京东618、双十一、央视春晚红包互动等提供了基础算力保障，有效助力京东云数据中心降低PUE。此外，浪潮信息提供的新型可移动液冷方案，助力在中国西部科技创新港建立了高算力、高容量的计算公共服务平台，为西部科研创新及快速发展奠定了坚实的基础。

现在的液冷数据中心虽然处于起步阶段，市场整体液冷渗透率仍然较低，但未来发展前景广阔。浪潮信息在根据客户需求进行定制化服务的同时，也在持续推进液冷标准化建设，以实现产量的提高和成本的降低，从而实现产业化、批量化。希望拉通产业上下游，共同设立包括机柜、PDU、分集水器、快接插头等各种设备部件在内的液冷行业标准，共同快速促进液冷技术的发展和普及。

截至目前，浪潮信息已参与制定与发布10余项冷板式液冷、浸没式液冷相关设计技术标准，并联合牵头立项关于冷板式液冷核心技术的4项标准，对液冷产业的快速发展及液冷技术的大规模普及建设具有重要的指导意义。

未来，浪潮信息将继续以客户需求为基石，结合产学研创新，加强供应链生态建设，推进液冷标准的建立与应用推广，打造标准化液冷核心产品，推动液冷产业化发展。