【中国信通院】计算机行业：2024年算力中心冷板式液冷发展研究报告（2024年）_37页_1mb

算力中心冷板式液冷发展研究报告总结

核心内容概述

本报告系统分析了算力中心冷板式液冷技术的发展背景、技术特点、应用现状及未来趋势，旨在推动算力中心绿色低碳转型和高质量发展。报告从政策背景、发展环境、标准制定、产业现状、技术分析、应用案例和未来展望等多个维度，全面阐述了冷板式液冷技术在算力中心中的重要性与可行性。

主要观点

• 政策驱动：国家高度重视算力中心绿色发展，通过一系列政策文件推动液冷技术应用，特别是冷板式液冷，以实现PUE值降低和能耗控制。
• 高密度需求：随着人工智能、大数据等技术的发展，算力中心单机功率密度持续提升，传统风冷技术已无法满足散热需求。
• 技术成熟度：冷板式液冷技术作为液冷中最成熟、应用最广泛的一种，具有较高的可靠性、可维护性和灵活性，适用于老旧机房改造和新建设施。
• 节能优势：冷板式液冷系统通过高传热效率、低PUE值、余热回收等方式显著降低算力中心能耗，提高能源利用效率。
• 易维护性：液冷整机柜服务器采用一体化设计，实现零线缆部署和自动运维，提升部署效率和运维便捷性。
• 标准体系逐步完善：行业标准制定逐步进入常态化，为冷板式液冷技术的推广和应用提供规范支持。

关键信息

1. 政策背景

• 国家及地方政府对算力中心PUE提出明确要求，推动绿色低碳发展。
• 2023年6月起数据中心电能比不高于1.4，2025年起不高于1.3。
• 冷板式液冷技术被多次提及为绿色节能的重要手段。

2. 发展环境

• 算力中心单机功率密度已接近8kW，部分超大型中心甚至达到20kW。
• 高密度部署需求促使散热方式向液冷转变，以应对传统风冷散热效率不足的问题。

3. 标准走势

• 冷板式液冷技术标准逐步完善，行业规范化发展。
• 中国信通院联合ODCC“冰河”项目组发布《数据中心冷板式液冷服务器系统技术要求和测试方法》行业标准。

4. 产业现状

• 国外冷板式液冷市场以欧美企业为主，美国公司占比超过60%。
• 国内冷板式液冷技术发展迅速，已形成一定规模应用，超聚变、京东云等企业积极布局。
• 冷板式液冷技术在可靠性、可维护性、技术成熟度方面更具优势。

5. 技术分析

冷板式液冷方案概述

• 冷板式液冷通过冷板将热量传递给冷却液，再通过冷却系统进行散热。
• 冷却液与IT设备分离，采用间接接触换热方式，提高散热效率。

系统设计

• 冷板式液冷系统分为一次侧（室外）和二次侧（室内）循环。
• 一次侧采用干冷器或闭式冷却塔，二次侧包括CDU、换热冷板、循环管路等。

关键技术要素

• 余热回收：一次侧和二次侧均可实现余热回收，提升能源利用效率。
• 冷却液选择：水基冷却液和非水基冷却液各有优劣，需根据系统需求选择。
• 液冷化改造技术：通过风-液改造提升算力中心能效，降低PUE值。
• 低能耗与易维护性：冷板式液冷系统通过高效冷却和智能运维，降低能耗并提升运维效率。

典型应用案例

1. 超聚变冷板式液冷解决方案

• 支持100%液冷散热，PUE值低于1.10。
• 采用“上走电下走水”架构，实现高密度部署。
• 项目部署超万个节点，成为全球最大液冷集群，TCO降低30%，交付效率提升100%。

2. 京东云绿色算力中心高密度算力方案

• 采用54V总线电压提升供电效率，降低能耗。
• 部署冷板液冷整体解决方案，实现高效散热。
• 单个机柜每年减少二氧化碳排放高达87吨，PUE值从1.3降低至1.1。

趋势与展望

• 技术层面：冷板式液冷技术将向更高导热性能、更智能化的控制和监测方向发展。
• 标准层面：相关标准将更加全面和规范，涵盖设计、运维、改造、安全及测试等多个方面。
• 应用层面：随着大数据、人工智能等技术的发展，冷板式液冷技术将在更多行业广泛部署，成为主流散热方式之一，推动算力中心的绿色低碳转型。

总结

冷板式液冷技术凭借其高密度部署能力、高效散热性能、低能耗、高可靠性及易维护性等优势，正逐步成为算力中心绿色低碳发展的核心解决方案。在政策推动、技术进步和市场需求的共同作用下，冷板式液冷技术将不断优化与普及，为算力中心的可持续发展提供坚实支撑。