南方财经全媒体记者 李润泽子 21世纪经济报道记者 郭美婷 实习生 严梓瑄 广州报道
2月20日,大湾区数据中心冷却技术与系统设计高峰论坛在广州开幕。论坛上,包括中国工程院院士、中国制冷学会理事长、清华大学建筑节能研究中心主任江亿在内的多位行业专家分别就数据中心冷却节能相关技术作主题报告,同时论坛还发布了《中国数据中心冷却技术年度发展研究报告》(2022版)。
数据中心节能低碳发展两大任务
数据中心作为5G网络、人工智能、大数据、云计算等的重要支撑,是我国数字经济发展的引擎。中国制冷学会特邀副理事长孟庆国教授在开幕词中提到,2021年,数据中心耗电量占全国耗电总量的2.6%。为节能降碳,早日实现“双碳”目标,数据中心冷却技术的创新发展刻不容缓。
江亿指出,“面对计算产业的发展,提高数据中心冷却效率,充分回收利用数据中心余热,是数据中心节能低碳发展的两大任务。”两大任务的本质,都是要尽可能减少热量输送过程中的热阻,寻找适宜的热汇。
结合“东数西算”工程,江亿进一步介绍了干燥地区的间接蒸发冷却、高坝水库排水等冷却技术与建筑采暖、跨季节储热水库等余热供热应用。在他看来,大温差、冷机串联是未来数据中心冷水系统的发展方向。机房余热利用则可能是解决零碳采暖需要、产生跨季节储热的突破点之一。
中国科学院广州能源研究所研究室主任董凯军关注自然冷源,他详细介绍了当前基于自然冷源高效利用的数据中心冷却关键技术。以韶关湾区数据中心集群为例,董凯军指出目前韶关数据中心集群已批复、完成设计的6个项目各自的节能技术路线中,集中水冷系统仍是主流,少量兼用液冷技术。各项目均采用高温(18-24°C)供冷,水蓄冷调控节能得到应用。董凯军认为,高温供冷能提高自然冷源制冷的效能,大温差、高温供冷是数据中心供冷温度的发展趋势。
而基于提高自然冷源利用阈值、提高自然冷源转化效率、自然冷源蓄冷转移利用三重考虑,董凯军介绍了数据中心双蓄双供冷却系统,分析了数据中心双源互补梯级供冷技术、数据中心自然冷源蓄冷调控技术等。他认为,相比机械制冷蓄冷的峰谷电价差,高温供冷加自然冷源蓄冷调控能同时实现节能、调优、节费。
行业积极探索
“双碳”目标下,企业也在积极探索,不断通过技术创新实现节能降耗。
腾讯数据中心架构规划负责人曾宪龙介绍,当前腾讯数据中心的架构及建设模式已经进入第四代。第四代数据中心(T-block)以模块化的方式,实现短周期、高能源利用率、智能化管控、灵活部署与个性化建设。也正是在这一时期,三联供、间接蒸发冷却AHU、液冷、智能化运营平台等技术也逐渐被开发利用。
另一互联网巨头阿里同样有了进展。阿里云基础设施专家严瀚在论坛上回顾了“数据中心上云”的行业趋势,并引出“云数据中心制冷架构思考”。
他指出,在云时代数据中心设计全链路上,业务形态的转变促使“算法-算力”需求、云化AIGC需求爆发,带来IT架构的转变,反映在数据中心架构上则是要求“高密度、高弹性、高效能”。阿里云在制冷架构上,提出了“数据中心制冷+”的概念,多维度探索实现制冷效能提升。
严瀚强调,在全年平均PUE外,更应关注与算力规模联系更加紧密的峰值功耗;GPU场景下重构高热冷却架构,为算力提供保障;采用风液兼容设计,降低算力成本;考虑区域资源差异,因地制宜进行算力配置;以及在新型架构设计中,必须考虑环保和可持续发展,力争实现“让每一度电都转化为有效算力”。
论坛最后,清华大学李震教授对《中国数据中心冷却技术年度发展研究报告》(2022版)(以下简称《报告》)进行了解读。《报告》指出,2021年我国数据中心整体市场规模突破3000亿元,分布上仍以一线城市区域为主,北上广深及周边地区市场规模占全国数据中心市场规模60%。