数据中心加速绿色转型，液冷技术势在必行

数据中心作为当今数字经济蓬勃发展重要底座，在为千行百业提供新动能的同时，其能耗也在规模不断扩大的过程中快速增加。有数据显示，数据中心能耗已占社会用电量的约4%，这让数据中心能耗有效性备受关注。为此，国家发改委等多部门密集出台政策，提出到2025年新建大型、超大型数据中心 PUE（Power Usage Efficiency，电能利用效率）低于1.3，国家枢纽节点低于1.25等严格要求，强调加强数据、算力和能源之间的协同联动，加速节能低碳的技术创新和模式创新，促进了冷板液冷等先进散热技术成为绿色数据中心建设的重要抓手。

据数据中心绿色能源技术联盟统计数据显示，目前大多数传统数据中心PUE 值在1.5 以上。其中一部分原因是在数字化转型驱动下，计算密集型应用场景激增，加上云业务的广为采用，导致承载这些应用负载的服务器等IT设备功耗大幅增加，使得数据中心设计功率密度呈现逐年增大的趋势；另外，为了满足高算力负载需求，数据中心需要叠加多核处理器来提高计算密度，从而显著增加处理器等硬件的功耗。

但 IT 设备本身能源消耗过高却并非是PUE值偏高的主要问题，服务器数量与密度的增加，以及机架密度升高所带来巨大散热压力才是症结所在。据统计，来自数据中心冷却系统等非 IT 负载所消耗的能源占比超过总耗能的三分之一，甚至占到40%，已经成为了数据中心可持续发展道路上不可避免的一大挑战。

图一 英特尔绿色数据中心技术框架

目前，传统数据中心的散热方式主要通过风冷手段进行，即以空气作为冷媒带走热量。虽然通过技术优化，比如提升风冷设备的体积、面积、热管技术，以及实施从机架到节点的各种调优，也可将数据中心PUE降到1.2左右。但是据测算，单机架功率密度到 2025 年将是 2021 年的 5 倍，使得过去能满足 12kW 以内机柜制冷需求的风冷措施，已无法应对随服务器单位功耗增大，原先尺寸的机柜可容纳服务器功率往往超过 15kW 的现实需求，更遑论让数据中心维持能耗成本与收益的平衡，可见风冷技术已趋于能力上限。

数据中心产业需要探索新的技术来帮助充分释放计算的潜能，同时促进绿色可持续，而液冷技术恰逢其时，脱颖而出。所谓液冷，通俗来讲就是通过液体代替空气，把CPU、内存等IT发热器件产生的热量带走。液冷正在取代目前数据中心普遍采用的风冷技术，逐步成为推进数据中心绿色转型的关键动力。

那么，液冷技术为何受到青睐呢？

首先，液冷系统能够在更靠近热量来源的位置与液冷介质进行热交换，避免空气湍流和空气混合；其次，液体比空气具有更高的热容量和更低的热阻，对于同样体积的传热介质，冷却剂能以空气的6倍速度传递热量，蓄热量是空气的 1000 倍；第三，与风冷相比，冷却液的传热次数更少，容量衰减更小，效率更高，这还意味散热过程中驱动冷却介质所需的能耗更低，循环系统耗能少。