液冷数据中心白皮书 2023：数据中心液冷革命解锁未来的数字冰河.docx

《液冷数据中心白皮书 2023：数据中心液冷革命解锁未来的数字冰河.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《液冷数据中心白皮书 2023：数据中心液冷革命解锁未来的数字冰河.docx（31页珍藏版）》请在第一文库网上搜索。

1、目录 Table of Contents一、数据中心是数字经济的基石3数字经济支撑未来经济高质量发展3数据中心是数字经济的发动机3数据中心是国家的新基建4二.当前中国数据中心IT基础架构状况与发展方向7数据中心为提升性能不断向大规模化演进7为支撑新兴技术落地，用户针对数据中心内的存储系统需求更加具体9数据中心的建设将双碳目标及绿色节能需求提上一个新高度11三、“全栈式液冷数据中心成为未来趋势15全栈式液冷数据中心部署的必要性15液冷数据中心逐渐落地18四 .中国液冷存储系统部署成功案例23全栈式液冷数据中心成功案例华南理工大学23曙光仍在积极探索优化存力的液冷解决方案，赋能千行百业25五 .未

2、来展望28液冷存储未来的发展机遇28液冷存储未来的发展挑战30IDC建议30SIDC 数据中心是数字经济时代的核心基础设施和国家战略资源，但面临 严峻的性能、能耗、成本挑战。建设全栈式液冷数据中心，是实现 国家双碳战略、深入落实数字中国建设整体布局规划的重 要举措。IDC认为，全栈式液冷数据中心的计算、存储节点、网络设备等全面 应用液冷技术，应加强对全栈式液冷数据中心的研究和应用，以推 动数字经济的可持续发展。我们看到有些厂商已经做出了领先的探索，报告介绍了业内首个液冷 存储系统的成功部署案例，曙光作为支持全栈式液冷的厂商，积极助 力数据中心升级改造，部署方案全场景适配多行业的不同应用场景。2

3、022年我国数字经济规模达50 .2万亿元f占GDP比重提升至41.5%, 总体规模连续多年保持 世界第二，对经济高质量发展的引领支撑作用 日益凸显。数字经济支撑未来经济高质量发展当前，新一轮科技革命和产业变革深入发展，数字技术全面融入经济社会各领域,深刻影响着生产、生活和治理方式，引领人类加速迈向数字文明时代。党的二十大报告指出，加快发展数字经济，促进数字经济和实体经济深度融合，打造具有国际 竞争力的数字产业集群。数据中心是数字经济的发动机在数字经济中，数据起到了至关重要的作用，数据中心提供了关键的基础设施，使 得大规模数据的存储、处理和分发成为可能，从而推动了数字经济的发展。数据中 心行业

4、正在经历多样化发展，智算、超算和云数据中心是几个重要的方向。数据中 心行业的多样化发展是当前数字化转型的重要趋势之一，各种新型数据中心形态的 不断涌现将进一步推动数字化转型的进程。仁、数据存储和处理：数据中心允许企业存储大规模的数据，并进行高性能的数据I J 处理。这对于数字经济中的企业来说至关重要，因为它们需要分析这些数据以 了解市场趋势、客户需求和业务绩效，以便做出明智的决策。G.云计算和虚拟化：数据中心支撑云计算和虚拟化技术，使企业能够动态分配计I J 算资源，根据需求扩展或缩减其基础设施，提供了灵活性，允许企业更好地适 应市场变化。推动人工智能等新兴技术发展：数据中心是训练和运行人工智

5、能模型的关键基础设施。它们支持大规模数据的收集、存储和分析，为机器学习和深度学习等 人工智能技术提供了强大的计算能力。O提高信息安全和数据隐私：数据中心需要采取安全措施来保护存储在其中的数据,以防止数据泄露和网络攻击。这有助于维护数据隐私，增强网络安全，以及遵 守法规和法律要求。数据中心是国家的新基建数据中心作为5G、人工智能、云计算等新一代信息通信技术的重要载体，已经 成为数字经济时代的底座，具有空前重要的战略地位，得到了国家的高度重视。 2020年4月20日，国家发改委新闻发布会上，官方首次将以数据中心、智能计 算中心为代表的算力基础设施定义为新基建。新基建助推我国数字经济发展，数据中心在

6、国家经济体系中的重要性大幅提升。新基建与过去的铁公机传统基建相比，既是技术密集型的新兴产业，又是 支撑经济社会数字化、网络化、智能化发展的基础设施，是我国数字经济发展的 引擎。数据中心既是新基建的重要组成部分，又是新基建发展的核心IT基础设施， 对数字经济的腾飞起到至关重要的底层支撑作用。疫情后新基建和数字经济的大力 部署，必将为数据中心开启新的发展空间。表1数据中心的相关政策梳理发布时间政策名称主要内容2023年10月算力基础设施高质量发展行动计划加快存储网络技术研发应用，推动计算与存储融合设计，促进存储与网络和计算协同 发展，引导合理配置存算比例，实现数据在算力中心内部和算力中心之间的高效

7、流动， 推动存算网协同发展。2023年2月数字中国建设整体布局规划系统优化算力基础设施布局，促进东西部算力高效互补和协同联动，引导通用数据中 心、超算中心、智能计算中心、边缘数据中心等合理梯次布局。2023年1月关于推动能源电子产业 发展的指导意见面向新型电力系统和数据中心、算力中心、电动机械工具、电动交通工具及充换电设 施、新型基础设施等重点终端应用，开展能源电子多元化试点示范。建立分布式光伏 集群配套储能系统，促进数据中心等可再生能源电力消费。2023年1月关于促进数据安全产业发展的指导意见推动先进适用数据安全技术产品在电子商务、远程医疗、在线教育、线上办公、直播 新媒体等新型应用场景，以

8、及国家数据中心集群、国家算力枢纽节点等重大数据基础 设施中的应用。2022年2月关于同意京津冀地区启 动建设全国一体化算力网 络国家枢纽节点的复函同意在京津冀地区启动建设全国一体化算力网络国家枢纽节点，发展高密度、高能效、 低碳数据中心集群。京津冀枢纽规划设立张家口数据中心集群，张家口数据中心集群 起步区为张家口市怀来县、张北县、宣化区。围绕数据中心集群，抓紧优化算力布局， 积极承接北京等地实时性算力需求，引导温冷业务向西部迁移，构建辐射华北、东北 乃至全国的实时性算力中心。十四五”数字经济发展2022年1月规划加快构建算力、算法、数据、应用资源协同的全国一体化大数据中心体系。在京津冀、 长三

9、角、粤港澳大湾区、成渝地区双城经济圈、贵州、内蒙古、甘肃、宁夏等地区布 局全国一体化算力网络国家枢纽节点，建设数据中心集群，结合应用、产业等发展需 求优化数据中心建设布局。2021年11月十四五”软件和信息技 术服务业发展规划前瞻布局新兴平台软件。加快培育云计算、大数据、人工智能、5G、区块链、工业互 联网等领域具有国际竞争力的软件技术和产品。2021年11月十四五”大物居产业发展规划加快构建全国一体化大数据中心体系，推进国家工业互联网大数据中心建设，强化算 力统筹智能调度，建设若干国家权纽节点和大数据中心集群。建设高性能计算集群， 合理部署超级计算中心。2021年7月新型数据中心发展三年 行

10、动计划(2021-2023 年)用3年时间，基本形成布局合理、技术先进、绿色低碳、算力规模与数字经济增长相适应的新型数据中心发展格局。总体布局持续优化，全国一体化算力网络国家枢纽 节点、省内数据中心、边缘数据中心梯次布局。技术能力明显提升，产业链不断完善, 国际竞争力稳步增强。发布时间政策名称主要内容2021年3月中华人民共和国国民经 济和社会发展第十四个五 年规划和2035年远景目 标纲要加快构建全国一体化大数据中心体系，强化算力统筹智能调度，建设若干国家枢纽节 点和大数据中心集群，建设E级和IoE级超级计算中心。2021年1月工业互联网创新发展行动ttJ( 2021-2023 年)推动工业

11、互联网大数据中心建设，打造工业互联网大数据中心综合服务能力，到 2023年基本建成国家工业互联网大数据中心体系，建设20个区域级分中心和10个 行业级分中心。2020年3月关于推动工业互联网加快发展的通知在加快新型基础设施建设方面，提出改造升级工业互联网内外网络、增强完善工业互 联网标识体系、提升工业互联网平台核心能力、建设工业互联网大数据中心，加快工 业互联网发展步伐。来源:IDC, 2023二、当前中国数据中心IT基础架构 状况与发展方向目前中国数据中心在进行IT基础建设时，正在向集中化、大型化发展，同时新兴 技术例如AIs 5G的落地也向业界提出了诸多需求，包括但不仅限于需要首先满足 数

12、据中心对于提升整体性能的需求；支撑新兴技术落地的需求；进行多平台智能化 运维的需求；和进一步的，加速数据变现和数字化转型的需求；以及满足双碳目标 和绿色节能的要求。幽IDC调查显示，国内外 各大基础设施供应商的 GPU单芯片功耗基本已 达 160-700W ; CPU 单 芯片功耗已达350Wo数据中心为提升性能不断向大规模化 演进随着数据中心的不断发展，AL边缘数据中心等计算场景的落地，IT硬件基础设 施中的芯片密度越来越高。从数据中心机柜功耗上来说，以异构计算单机柜功耗为 例，需求已上升至15-50KW ,对比传统风冷机柜功耗一般在3-10KW ;同时算力 成为数字经济增长的驱动逻辑，越来

13、越多的使用者将资金投入由通用算力向AI算 力转变，面对大量涌现的AI应用，业务对底层算力需求显著提升，导致数据中心 对热源热量的有效散失提出更高要求。截止至2022年底，我国的数据中心机架规模已达670万架（以2 .5KW作为标准 机架统计），而机房上架率却不足60% ,其中原因除了数据中心产能扩张步伐过于 激进,也有随着人工智能等新应用的推广,通用服务器搭载更多CPU和GPU卡, 功率进一步上升，已经达到IKW,但目前的通用机架没有足够功率承载更多计算 节点，不足以满足用户实际需求，导致数据中心机架大量空置。要满足大算力业务 需求，需要新建符合新标准、满足用户新需求的智能化数据中心，这在建设

14、成本的 投入上也是巨大的。部署高密度数据中心是目前解决算力大幅提升、海量数据处理和存储的主O要方式，但如何进一步提高数据中心的性能、能耗、成本的三元平衡成为好的挑战。在算力部署方面可以利用边缘计算技术将计算任务分配到更接近数据源的设备上， 减少数据传输延迟和网络负载，提高数据中心的性能和响应速度。在软件协调方面 采用更高效的算法减少计算量、通过数据压缩、去重等数据处理技术优化存储空间 的使用。但高密度数据中心的应用阻碍也非常明显，高密度数据中心通常需要大量 电力来支持IT硬件设备和冷却设施的运行，能源消耗巨大，导致了数据中心运营 和维护成本大幅上升；另外较高的硬件密度也使设备故障率上升，仍需要

15、有效的冷 却系统来保持服务器和芯片的正常运行。目前，液冷技术可以有效地降低数据中心 的温度和噪音，一方面通过更有效的散热降低高密度数据中心能耗，另一方面稳定 的冷板散热可以减少设备振动，提高设备的可靠性和性能。未来，单一硬件架构的 液冷化部署将不能满足需求，液冷技术全面覆盖数据中心的基础架构，形成覆盖服 务器、分布式存储架构以及网络设备的整体液冷技术部署，是未来数据中心的发展 方向；在落地方面，全栈式液冷数据中心解决方案需要覆盖包括前期技术咨询、需 求梳理、基建建设规划，中期设备部署、管理平台实施交付，以及后期维保的全工 稗月。为支撑新兴技术落地，用户针对数据 中心内的存储系统需求更加具体以AL大数据.边缘计算为代表的现代化应用不断给数据中心带来挑战，AL云 原生等业务场景，影音编辑.制作和渲染等流媒体应用，内容管理和Web服务等 都推动了数据的海量化增长，对存储IT基础设施提出挑战。以不同场景为例：V在Al场景中，业务系统需要同时访问和处理海量