“新基建”、“東數(shù)西算”及“十四五”數(shù)字中國(guó)建設(shè)目標(biāo)的提出，為我國(guó)數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)提供重要指導(dǎo)，數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)發(fā)展步入新階段，數(shù)據(jù)中心規(guī)模穩(wěn)步增長(zhǎng)。然而，數(shù)據(jù)中心作為耗電大戶(hù)，在電力需求中占據(jù)較大份額，根據(jù)工信部數(shù)據(jù)，2021年數(shù)據(jù)中心耗電量2166億千瓦時(shí)，占社會(huì)用電量比例達(dá)2.6%，相當(dāng)于1.3個(gè)上海市的總社會(huì)用電量。

從2019年到2022年，全國(guó)數(shù)據(jù)中心機(jī)架數(shù)和能耗均有較大幅度的增長(zhǎng)，根據(jù)相關(guān)機(jī)構(gòu)調(diào)研，到2023年數(shù)據(jù)中心耗電量將達(dá)到2700億千瓦時(shí)，增幅約31.6%，數(shù)據(jù)中心節(jié)能降耗迫在眉睫。節(jié)能降耗，令數(shù)據(jù)中心實(shí)現(xiàn)綠色、節(jié)能可持續(xù)發(fā)展，已經(jīng)成為浪潮信息致力實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)。

PUE 1.3的數(shù)據(jù)中心紅線(xiàn)

要實(shí)現(xiàn)綠色、節(jié)能的目標(biāo)，首先要了解國(guó)家對(duì)于綠色數(shù)據(jù)中心建設(shè)的一些相關(guān)政策，這里最重要的一個(gè)指標(biāo)就是“PUE”。浪潮信息數(shù)據(jù)中心產(chǎn)品部液冷產(chǎn)品線(xiàn)總經(jīng)理李金波博士介紹，PUE是綠色數(shù)據(jù)中心核心的評(píng)價(jià)指標(biāo)（Power Usage Effectiveness，電能利用效率），是指數(shù)據(jù)中心總耗電量與數(shù)據(jù)中心 IT 設(shè)備耗電量的比值。

浪潮信息數(shù)據(jù)中心產(chǎn)品部液冷產(chǎn)品線(xiàn)總經(jīng)理李金波博士

數(shù)據(jù)中心的總耗電量除了IT設(shè)備的用電，還包括空調(diào)等冷卻設(shè)備、照明設(shè)備、電網(wǎng)設(shè)備等等。PUE 值越接近 1 表明用于 IT 設(shè)備的電能占比越高，制冷、供配電等非 IT 設(shè)備耗能越低，其能效就越高，代表著數(shù)據(jù)中心更加綠色。按照當(dāng)前我國(guó)數(shù)據(jù)中心規(guī)模計(jì)算，PUE每降低0.1，節(jié)省用電量150億度，相當(dāng)于減少碳排放1200萬(wàn)噸。

近年來(lái)，國(guó)家頻頻頒發(fā)數(shù)據(jù)中心建設(shè)相關(guān)政策，對(duì)PUE提出明確限制。2021年11月，國(guó)家發(fā)展改革委等四部門(mén)聯(lián)合發(fā)布《貫徹落實(shí)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo) 要求推動(dòng)數(shù)據(jù)中心和5G等新型基礎(chǔ)設(shè)施綠色高質(zhì)量發(fā)展實(shí)施方案》，目標(biāo)到2025 年數(shù)據(jù)中心運(yùn)行電能利用效率和可再生能源利用率明顯提升，全國(guó)新建大型、超大型數(shù)據(jù)中心平均電能利用效率（PUE）降到1.3以下，國(guó)家樞紐節(jié)點(diǎn)進(jìn)一步降到1.25 以下。

2022 年 1 月，國(guó)務(wù)院印發(fā)“十四五”數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃，隨后國(guó)家發(fā)展改革委會(huì)同相關(guān)部門(mén)推進(jìn)“東數(shù)西算”工程實(shí)施，強(qiáng)化數(shù)據(jù)中心綠色發(fā)展要求，強(qiáng)調(diào)大型、超大型數(shù)據(jù)中心 PUE 降到 1.3 以下，并在給多個(gè)算力網(wǎng)絡(luò)國(guó)家樞紐節(jié)點(diǎn)啟動(dòng)的復(fù)函中，都將 PUE 指標(biāo)控制在 1.25 以?xún)?nèi)。

然而，中國(guó)整體數(shù)據(jù)中心PUE平均水平基本在1.8左右，傳統(tǒng)風(fēng)冷數(shù)據(jù)中心PUE值通常在1.5－2.0之間，IT設(shè)備和空調(diào)制冷在電力消耗方面各占40%多，兩個(gè)加起來(lái)占了整個(gè)數(shù)據(jù)中心電力消耗近90%。如果要降低數(shù)據(jù)中心的PUE，實(shí)現(xiàn)綠色節(jié)能，降低制冷電力消耗是核心方向。

液冷成為綠色數(shù)據(jù)中心的必由之路

從目前的技術(shù)方案來(lái)看，液冷是降低PUE至1.2以下十分有效的方式。同時(shí)，通過(guò)中壓直供、間接蒸發(fā)冷卻、高壓直流、集中供電等方式可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心40%以上的能耗節(jié)約。以1萬(wàn)臺(tái)服務(wù)器的數(shù)據(jù)中心為例，采用這些綠色節(jié)能技術(shù)，一年可以帶來(lái)近5萬(wàn)噸的二氧化碳排放降低。

據(jù)測(cè)算，預(yù)計(jì)2025年中國(guó)液冷數(shù)據(jù)中心的市場(chǎng)滲透率將達(dá)到20%以上。當(dāng)前，液冷數(shù)據(jù)中心建設(shè)依然處于起步階段，以頭部互聯(lián)網(wǎng)和金融通信行業(yè)為主的一些企業(yè)已經(jīng)完成了液冷技術(shù)的試點(diǎn)。然而，市場(chǎng)整體液冷滲透率仍然較低。液冷的產(chǎn)業(yè)化需要攜手產(chǎn)業(yè)鏈上下游合作伙伴，推動(dòng)液冷標(biāo)準(zhǔn)的完善、產(chǎn)品的聯(lián)合創(chuàng)新和解決方案的構(gòu)建。

據(jù)李金波博士透露，浪潮信息在2022年將“All in液冷”納入公司發(fā)展戰(zhàn)略，全棧布局液冷，實(shí)現(xiàn)服務(wù)器全產(chǎn)品線(xiàn)支持冷板式液冷，提供液冷數(shù)據(jù)中心整體解決方案。并且，浪潮信息建成了亞洲最大的液冷數(shù)據(jù)中心研發(fā)生產(chǎn)基地，構(gòu)筑了從研發(fā)、測(cè)試、生產(chǎn)、品控、交付的全鏈條液冷智造能力。

浪潮信息作為全球第二大服務(wù)器廠(chǎng)商，在綠色數(shù)據(jù)中心建設(shè)方面，逐步由服務(wù)器本身節(jié)能，發(fā)展到數(shù)據(jù)中心整體解決方案全系統(tǒng)節(jié)能；不僅在產(chǎn)品技術(shù)上突破，還有產(chǎn)業(yè)鏈的突破，依托全鏈條液冷智造能力，實(shí)現(xiàn)了液冷系統(tǒng)工程的建設(shè)發(fā)展。

新、舊數(shù)據(jù)中心的液冷建設(shè)

在綠色數(shù)據(jù)中心建設(shè)上有新建和傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心改造兩個(gè)方向，接下來(lái)李金波博士又談及了這兩個(gè)方向各自的改造重點(diǎn)：

新建數(shù)據(jù)中心：新建一個(gè)液冷數(shù)據(jù)中心是一個(gè)系統(tǒng)工程。對(duì)于中小型液冷數(shù)據(jù)中心建設(shè)，可以采用單模塊部署；對(duì)于大型、超大型液冷數(shù)據(jù)中心，推薦采用集群式部署。

對(duì)于有機(jī)房的客戶(hù)來(lái)說(shuō)，需要進(jìn)行室內(nèi)液冷數(shù)據(jù)中心建設(shè)，即把液冷系統(tǒng)裝進(jìn)機(jī)房里。浪潮信息提供模塊化液冷智算中心方案，把制冷、配電、監(jiān)控、消防等子系統(tǒng)運(yùn)到機(jī)房，現(xiàn)場(chǎng)組裝。

對(duì)于未建設(shè)機(jī)房的客戶(hù)來(lái)說(shuō)，可以進(jìn)行室外液冷數(shù)據(jù)中心建設(shè)，即“無(wú)中生有”。浪潮信息提供預(yù)制化液冷智算中心解決方案，在集裝箱里蓋好數(shù)據(jù)中心，在標(biāo)準(zhǔn)集裝箱箱體基礎(chǔ)上，工廠(chǎng)一體化集成制冷、配電、監(jiān)控、消防等子系統(tǒng)，拉到現(xiàn)場(chǎng)直接整體交付客戶(hù)，現(xiàn)場(chǎng)通水通電后即可使用。

傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心改造：由于數(shù)據(jù)中心的使用周期遠(yuǎn)高于IT設(shè)備，基于節(jié)能降耗考慮，未來(lái)幾年老舊數(shù)據(jù)中心的綠色化改造將成為液冷數(shù)據(jù)中心建設(shè)過(guò)程的一項(xiàng)重要工作，在改造過(guò)程中需要盡可能降低改造成本，用最小的改動(dòng)帶來(lái)最大化收益。

對(duì)于傳統(tǒng)風(fēng)冷老舊數(shù)據(jù)中心的液冷化改造，浪潮信息提供風(fēng)液式和純液冷兩種改造模式。

風(fēng)液式改造：有風(fēng)液式冷板改造和風(fēng)液式熱管改造兩種方式。針對(duì)原有的風(fēng)冷環(huán)境，利用冷板或者熱管將熱量從服務(wù)器高功耗芯片中傳遞至機(jī)柜級(jí)大空間環(huán)境，進(jìn)而利用原有機(jī)房環(huán)境風(fēng)冷將熱量帶走。

純液冷改造：在盡可能實(shí)現(xiàn)原有風(fēng)冷室內(nèi)空調(diào)復(fù)用、機(jī)柜復(fù)用、室外冷源復(fù)用的前提下，新增液冷系統(tǒng)部件及高功耗配電，用最小的系統(tǒng)改動(dòng)，實(shí)現(xiàn)液冷的性能優(yōu)勢(shì)最大化。

綠色數(shù)據(jù)中心的端到端交付與智能運(yùn)維

綠色數(shù)據(jù)中心需要建好，更需要用好，要想用好數(shù)據(jù)中心，管理運(yùn)營(yíng)就是必不可少的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。“目前浪潮信息能夠?yàn)橛脩?hù)打造全生命周期液冷整體解決方案，可以實(shí)現(xiàn)從核心部件到整體方案的全方位覆蓋。”李金波博士說(shuō)道。

在部件層面，在實(shí)現(xiàn)通用服務(wù)器、高密度服務(wù)器、整機(jī)柜服務(wù)器、AI服務(wù)器全系支持冷板式液冷的同時(shí)，浪潮信息數(shù)據(jù)中心具有冷量分配單元、液冷整機(jī)柜、液冷快速接頭、分集水器、液冷集成冷源等核心液冷基礎(chǔ)設(shè)施，并配合高功率配電柜/UPS，風(fēng)冷列間空調(diào)以及動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)。

在系統(tǒng)方案層面，無(wú)論是新建模塊化液冷數(shù)據(jù)中心、預(yù)制化液冷數(shù)據(jù)中心，還是風(fēng)液式或純液冷老舊機(jī)房改造，浪潮信息都能夠?qū)崿F(xiàn)從前期規(guī)劃咨詢(xún)、中期設(shè)備定制、后期交付施工的端到端服務(wù)，為客戶(hù)打造全生命周期最優(yōu)的液冷解決方案。

上述解決方案可以令數(shù)據(jù)中心實(shí)現(xiàn)智能運(yùn)維，通過(guò)浪潮信息數(shù)據(jù)中心智能管理系統(tǒng)，能夠全方位管理每個(gè)機(jī)柜及每臺(tái)服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)供水量、水溫等核心參數(shù)智能調(diào)控。尤其是漏液故障后，能實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位、告警及停機(jī)，進(jìn)一步將風(fēng)險(xiǎn)控制在最小影響范圍，確保系統(tǒng)高安全性。此外，浪潮信息還在節(jié)點(diǎn)內(nèi)設(shè)計(jì)了漏液檢測(cè)裝置，能精確定位泄漏節(jié)點(diǎn)，立即告知客戶(hù)，實(shí)現(xiàn)1.2s的報(bào)警靈敏度。

與用戶(hù)攜手，推進(jìn)綠色數(shù)據(jù)中心發(fā)展

今年，浪潮信息還與京東云聯(lián)合發(fā)布ORS3000S液冷整機(jī)柜，數(shù)據(jù)中心部署總體能耗降低40%以上，散熱效率提升50%，為京東618、雙十一、央視春晚紅包互動(dòng)等提供了基礎(chǔ)算力保障，有效助力京東云數(shù)據(jù)中心降低PUE。此外，浪潮信息提供的新型可移動(dòng)液冷方案，助力在中國(guó)西部科技創(chuàng)新港建立了高算力、高容量的計(jì)算公共服務(wù)平臺(tái)，為西部科研創(chuàng)新及快速發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

現(xiàn)在的液冷數(shù)據(jù)中心雖然處于起步階段，市場(chǎng)整體液冷滲透率仍然較低，但未來(lái)發(fā)展前景廣闊。浪潮信息在根據(jù)客戶(hù)需求進(jìn)行定制化服務(wù)的同時(shí)，也在持續(xù)推進(jìn)液冷標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量的提高和成本的降低，從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化、批量化。希望拉通產(chǎn)業(yè)上下游，共同設(shè)立包括機(jī)柜、PDU、分集水器、快接插頭等各種設(shè)備部件在內(nèi)的液冷行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，共同快速促進(jìn)液冷技術(shù)的發(fā)展和普及。

截至目前，浪潮信息已參與制定與發(fā)布10余項(xiàng)冷板式液冷、浸沒(méi)式液冷相關(guān)設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，并聯(lián)合牽頭立項(xiàng)關(guān)于冷板式液冷核心技術(shù)的4項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)液冷產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展及液冷技術(shù)的大規(guī)模普及建設(shè)具有重要的指導(dǎo)意義。

未來(lái)，浪潮信息將繼續(xù)以客戶(hù)需求為基石，結(jié)合產(chǎn)學(xué)研創(chuàng)新，加強(qiáng)供應(yīng)鏈生態(tài)建設(shè)，推進(jìn)液冷標(biāo)準(zhǔn)的建立與應(yīng)用推廣，打造標(biāo)準(zhǔn)化液冷核心產(chǎn)品，推動(dòng)液冷產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。