2024亚太区智算中心液冷应用现状与技术演进白皮书-中国电信

致谢特别感谢中国电信国际公司管理层及吴晓雷、陈凯、程雍对白皮书撰写的大力支持。同时感谢参与深谈会和访谈的行业专家，包括曹维兵、柴学、陈刚、陈淼、陈天鹏、丁海峰、杜华锐、段振、冯立波、符晓、葛鹰、黄维华、井汤博、鞠昌斌、Kozen、李剑、李典林、李辉、李志强、李巍、刘卫民、刘昕、陆干、陆景莹、雒志明、王艺欧、王海峰、乔兴波、乔峤、任政、任华华、孙地、唐虎、唐康、吴道雄、吴建雨、TuanGiang、张冰、张炳华、张广宏、张鹏、张齐鑫、张珊珊、朱亮、张义、周晓伟等。白皮书的完成离不开他们的专业贡献。

序言2024年被称作数据中心液冷元年，行业从怀疑到接受液冷技术只用了一年。中国电信国际公司（CTG）联合深知社，通过实地调研和专家访谈，系统分析亚太地区智算中心液冷应用现状与技术演进。白皮书以工程师视角切入，旨在为数据中心从业者提供液冷技术参考，推动行业发展。

第一章分析智算中心发展带来的挑战：1. GPU芯片算力提升导致能耗与散热压力剧增，如英伟达GB200算力模组散热功率达5400W；2. 规模化部署提升功率密度，如NVL72机柜功率132kW，18柜SuperPod总功率1200kW；3. 电力需求增长迅猛，2023-2030年AI将使电力需求年增200TWh，占数据中心总耗电量20%；4. 水资源利用率（WUE）成为重要指标，如10万卡H100集群年耗水1708200m³，相当于11万家庭用水量；5. 液冷技术成为降低PUE和WUE的关键，但面临技术成熟度、兼容性、运维难度等挑战，需系统性解决方案。

第二章聚焦亚太地区发展：1. 2024年上半年亚太数据中心运营容量达12GW，新增供应13GW，日本、中国、印度等成熟市场增长稳定；2. 东南亚气候特点（湿热、温差小）导致制冷节能难度大，需优化PUE；3. 马来西亚成为液冷数据中心建设热点，2025年后英伟达GB200的部署将加速区域液冷发展。

第三章详解液冷技术方案：1. 热捕获分为冷板式（非接触式）、浸没式（接触式）、喷淋式（接触式）；2. 冷板式分单相和两相，冷却液选择需综合热性能、环保性、成本等；3. 浸没式使用介电液体（油类或氟化液），分单相与两相，前者采用冷却塔，后者需针对气候选择合适的冷源；4. 喷淋式以干冷器或冷却塔作为冷源，与冷板式相比换热效率较低但布置灵活。

第四章分析风液混合架构：1. 风液同源架构可调节风液比，支持弹性部署，如冷却塔+动态双冷源、冷水主机+冷冻水末端；2. 风液独立架构适合业务明确场景，但改造成本较高；3. 冷却液温度需低于30℃以适配高功率密度需求，冷源选择需考虑气候与成本。

第五章探讨液冷架构选型：1. 大型中心优选冷板式或浸没式，如临港算力中心采用"两弹一优"方案；2. 中小型中心可采用预制化方案，如一体化液冷机柜、冷板式集装箱，支持快速部署与模块化扩展。

第六章强调液冷预制化趋势：1. 集成冷站、模块化CDU、预制化管路成为解决方案；2. 模块化CDU采用ORV3标准，支持热插拔与N+1冗余设计；3. 负压CDU通过真空环境防止泄漏，提升系统可靠性。

第七章提出传统风冷改造路径：1. 利旧原有冷源方案成本低但扩展性差；2. 新建专用冷源方案能效高但初期投入大；3. L2A/L2R改造方案兼顾兼容性与灵活性。

第八章指出液冷运维挑战：1. 需确保冷却液循环不间断，超50kW功率场景需优先液冷；2. 预制化系统需配备RO设备与月度水质监测；3. 高功率场景下需采用负压CDU等创新设计。

第九章展望技术发展方向：1. 两相液冷（泵驱/被动式）与混合液冷（冷板+浸没）成为降低热阻的主流；2. 混合液冷方案如NVIDIA与OVHcloud的创新设计，结合冷板与浸没技术；3. 未来液冷系统将更注重动态调节、节能可靠性与智能化管理。

第十章总结白皮书的核心价值：1. 为亚太地区智算中心提供液冷技术选择框架；2. 通过分步骤选型方法（明确边界条件+架构匹配）指导实践；3. 强调风液混合架构的必要性及预制化、模块化对降低TCO的重要性。附录提供专业术语解释，如PUE、WUE、TDP等，帮助理解技术参数。