最強新風口來了，液冷引爆“東數西算”千億黑馬賽道

剛剛結束的北京冬奧會向全世界貢獻了一場精彩的體育盛事，又一空前絕后的超級工程——“東數西算”正式啟動，2022年的2月注定要青史留名。

2月18日，國家發改委同意在京津冀、長三角、粵港澳大灣區、成渝、內蒙古、貴州、甘肅、寧夏等8地啟動建設國家算力樞紐節點，并規劃了10個國家數據中心集群。至此，全國一體化大數據中心體系完成總體布局設計，“東數西算”工程正式全面啟動。

那么問題來了，國家為什么要搞“東數西算”？從資源互補的角度來看，“東數西算”是最優解：西部地區優越的自然地理環境決定了適合發展數據中心，來處理經濟發達的東部地區日益增長的數據和算力需求。“東數西算”成為中國第四大超級工程，延續“南水北調”、“西電東送”、“西氣東輸”，點燃中國未來三十年大趨勢。

如果把眼光放長遠一點，顯然，“東數西算”還有國家更深層次的考量。究其背后原因，打造一體化大數據中心體系，已經到了十分緊迫的地步！

讓我們先來看一組數據，2015年，我國數字經濟總體規模為18.6萬億元，占GDP比重為27.5%，而2020年我國數字經濟總體規模達到39.2萬億元，數字經濟占GDP比重接近40%，短短五年，數字經濟已經成為拉動國民經濟不可忽視的一股力量。

而數字經濟飛速發展的背后是“數據大爆炸”！根據CNNIC的最新報告，截至2021年12月，我國網民規模達10.32億，互聯網普及率達73.0%，人均每周上網時長達到28.5個小時。網上購物、外賣、休閑娛樂、出行......10億網民幾乎每秒都在“制造”數據。

根據IDC發布《數據時代2025》的報告，2018年全球產生的數據量達到33ZB，中國產生的數據量約為7.6ZB；預計到2025年，全球產生的數據量增長至175ZB，中國增長至48.6ZB，成為全球最大的數據圈。

光從數字看也許不夠直觀，按照1ZB相當于1.1萬億GB，如果把175ZB儲存在DVD光盤中，那么DVD疊加起來的高度將是地球和月球距離的23倍（月地最近距離約39.3萬公里），或者繞地球222圈（一圈約為四萬公里）。

起初，數據的重要性只是反映在企業層面上，直到滴滴事件敲響了警鐘！2021年6月30日，滴滴一反常態低調在紐交所掛牌上市，3天后接受網絡安全審查，外界瘋傳“數據打包交給美國”，隨后多個部門聯合進駐。

值得反思的是，數字經濟發展到今天，數據儼然已是國家的核心資產，更關系著國家安全。于是，全面開啟“東數西算”，構建一體化大數據中心體系，是實現國家高質量發展的戰略性工程。

“東數西算”一方面是讓數據安全可控，另一方面是隨著“雙碳目標”的提出，數據中心這頭“電老虎”不得不打了。

前面提到數字經濟騰飛形成“數據大爆炸”，多年野蠻生長之下，數據中心是一頭被忽視已久的“能耗巨獸”。從全球范圍來看，《紐約時報》2012年的一份調查顯示，數據中心的耗電量相當于30座核電站的發電量。

從國內來看，2020年，數據中心用電量已經占到了全社會總用電量的2.7%，總能耗超過2000億千瓦時，相當于燃燒6000萬噸煤排放1.6億噸的二氧化碳的發電量，到2035年數據中心的用電需求將比2020年翻倍。

作為對比，上海2020年用電量1576億千瓦時，三峽在2020年全年發電量創紀錄，達到1118億千瓦時，依然無法滿足數據中心的用電。

如何把數據中心這頭“能耗巨獸”關進籠子，發展綠色數字經濟，對于我國在2060年前實現碳中和的目標意義重大，而“東數西算”就是極為重要的一環。此外，梳理近幾年針對數據中心的政策，可以發現國家早有布局，“東數西算”并非突然出現，而是水到渠成。

從上圖可以看出，政策從上而下頻頻收緊，留給數據中心轉型的時間不多了，擺在數據中心面前只有2個選擇，要么降PUE值達到標準，要么直接關閉。

在這里，PUE值是一種衡量數據中心基礎設施能效的指標，計算公式為：PUE=數據中心總耗電/IT設備耗電，反應出數據中心用的電有多少是屬于有效能耗。PUE值越接近1越節能，PUE值越大越耗能。

然而，一個痛心的事實是，數據中心的高能耗大部分是“無效的”，且運營成本大都用來交空調費了。根據華北電力大學一份研究，數據中心電力成本占其運營成本的56.7%，其中IT設備和制冷系統約占數據中心總能耗的80%，而各種制冷設備的電費則占了大頭，據估計，在降溫過程中所消耗的電力甚至占到數據中心總能耗的40%之多。

這是由于當前的數據中心散熱方式較為傳統，主要依靠風冷式和水冷式空調，缺點明顯，造成能耗大、效率低，噪音高。而“東數西算”鼓勵互聯網巨頭向西部建設數據中心，確實能大大降低建設、電力等成本，但降PUE值，關鍵還得在散熱上下功夫！

此外，數字經濟的飛速發展，高性能高密度計算需求也與日俱增，讓數據中心吹空調就達到散熱目的的能力已接近極限，亟需一種全新制冷技術來降PUE值，而液冷技術經過20多年發展，漸趨成熟并且開始落地應用，將掀起一場行業革命。

什么是液冷技術？顧名思義，液冷技術就是采用液體作為冷卻介質，快速吸收熱量，在汽化和液化過程中高效進行熱傳遞，從而為電子設備散熱。常用的冷卻液包括水、礦物油、氟化液，其中水最便宜但易泄露損壞設備，礦物油有燃燒風險，氟化液最昂貴但絕緣性最佳應用范圍最廣。

根據接觸方式，液冷分為直接冷卻和間接冷卻。直接冷卻以浸沒式液冷技術為主，通過室內室外兩側循環，冷卻效率較高，適用于高密度數據中心機柜；間接冷卻包括冷板式液冷技術和噴霧液冷技術，由此，構成了液冷解決方案三種主要技術路線。

液冷的優勢到底在哪里？從下圖可以看出，與風冷對比，液冷在節能、成本低、節約地面空間、CPU、機房環境等方方面面完勝，而其中浸沒式液冷技術可以將PUE降到1.2以下，聯合其他技術，可以趨近于1。

憑借突出的降PUE能力，在“雙碳”背景下，液冷技術被視為“東數西算”最強邏輯，將跑出一匹“千億黑馬”。根據賽迪顧問的數據，保守測算出2019年中國液冷數據中心的市場規模為261億元，樂觀估計為351億元，2025年我國液冷數據中心的市場規模將破1200億元。

其中，互聯網、金融、電信、能源、生物、醫療將會是液冷數據中心應用的主力行業，預計2025年互聯網行業液冷數據中心占比將達到24.0%，金融行業將達到25.0%，電信行業將達到23.0%。

隨著“東數西算"全面啟動，互聯網巨頭們紛紛搶灘數據中心，液冷走向商用。圍繞液冷解決方案三種主要技術路線，互聯網巨頭們各有所愛，阿里巴巴選擇了浸沒式液冷，騰訊多年來深耕冷板液冷。

阿里云在京津冀、內蒙古等樞紐節點均有數據中心。前不久才為冬奧會提供底層數據支持的阿里云張北數據中心，部署了國內云計算數據中心規模最大的浸沒式液冷集群；2020年正式投入的杭州數據中心，是全球最大全浸沒液冷數據中心，初步估算，相比傳統數據中心，阿里云杭州數據中心可每年省電7000萬度。

騰訊在貴州、京津冀、成渝等樞紐節點均有布局，主攻的是液冷微模塊數據中心。該系統采用冷板液體冷卻技術，通過冷卻水循環帶走CPU熱量，冷卻水循環支持入口溫度為37°C，散熱量約占服務器總散熱量的75%。 

華為也積極響應國家“東數西算”工程，布局了五大數據中心，目前已投入使用的華為云貴安數據中心一期，采用溫冷凍水系統+熱回收技術+液冷技術，三管齊下，PUE僅1.12，能源損耗僅12%，預計每年可節省電力10.1億度，減少碳排放81萬噸，相當于年植樹3567萬棵。

最后，對于液冷數據中心的發展還有一個好消息，我國首批數據中心液冷系列行業標準將于2022年4月1日起正式實施，該系列行標涵蓋浸沒式、冷板式等主要液冷方式的技術要求和測試方法，及液冷能源使用效率要求和測試方法、冷卻液體技術要求和測試方法等內容，填補了當前國內外數據中心液冷行業標準的空白。

標簽： 東數西算