AIGC发展对INS13ZD增添井喷式的加速增长市场需求,伺服器要具有更高排序工作效率,在更短时期内顺利完成更多演算,因此必定伴晶片可再生能源消耗的加强。
ODCC《冷机械式水冷伺服器安全性绿皮书》重要信息,2022年Intel第三代伺服器处理器单CPU耗电已冲破350瓦,英伟达单GPU晶片耗电冲破700瓦,AI软件产业INS13ZD表面积两极化达至50kW/柜。#水冷伺服器##伺服器#
不同机器学习黄金时代的INS13ZD加速增长态势:
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伺服器排序能力加速增长加速,工程建设低表面积、高可再生能源消耗的小型网络系统正式成为均衡INS13ZD和节能环保明确规定的必要性优先选择。
现阶段,用作伺服器散热器的冷气因可再生能源有效载荷低于IT电子设备,已正式成为下定决心网络系统PUE的关键性基本要素。
冷却系统是网络系统重要基础工程建设众所周知,低表面积网络系统运转中,现代水冷遭遇散热器轻微不足、可再生能源消耗轻微的问题,水冷控制技术正式成为了减少网络系统PUE的优解,其在15kW/柜以内时极具动力性竞争优势。
现阶段,亚洲地区高契瓦瓦州、高供电系统表面积的特小型网络系统已渐渐选用水冷控制技术。
依照咨询公司IDC预估,撇开现代的小规模网络系统数等,今后有约莫20%的边沿排序网络系统也将选用水冷控制技术。
ResearchAndMarkets统计数据表明,到2023年,亚洲地区水冷网络系统市场规模将达45.5亿美元,年复合加速增长率将达27.7%。国内外主流厂商都在推进水冷控制技术研究,除了美国的部分公司外,国内以曙光节能、阿里为代表的厂商也陆续推出了系列水冷产品。
水冷伺服器产业链:
水冷伺服器行业概览
水冷控制技术,就是直接将液体冷却系统导入伺服器内部散热器,甚至把伺服器等需要散热器的电子设备直接放入冷却液中(矿物油或者氟化液等传输介质)。
热量通过水冷主机传递,再通过室外冷却塔将热量散发到空气中。由于液体比空气的比热容大得多,制冷工作效率远低于水冷散热器,并且由于省去了风扇,也可达至降低噪音的效果。伺服器也因此实现了低表面积、低噪音、低传热温差、全年自然冷却的效果。
随着超低表面积网络系统的工程建设节奏加快,现代水冷已无法满足高性价比、低PUE的市场需求,因此水冷控制技术正式成为今后工程建设网络系统的主要路径。
水冷散热器是指通过散热器器将伺服器主板、CPU等散发出的热量传递给散热器器模块,然后选用风扇或冷气制冷的方式将热量吹走的一种散热器方式。
近些年,散热器方案从现代的外部机房冷气,发展到直接风侧自然冷却的AHU,再发展到间接风侧自然冷却的AHU,水冷系统的控制技术创新不断涌现,其中比较典型的有百度阳泉云排序中心等。
但是,水冷仍局限于以空气为冷媒,水冷热传导过程复杂,热阻总和大、换热工作效率较低、换热过程高低温热源间温差较大,需要较低室外低温热源引导换热过程进行。
水冷与水冷伺服器比较:
(依照《UPS应用》期刊)水冷伺服器的CPU核温比水冷极限温度可低20~30°C,安全性将大大提高。水冷伺服器不用压缩机制冷,使得整个系统全年PUE值下降到1.2以下,同时伺服器CPU可超频运转,排序性能可提高12%。
英特尔《绿色网络系统创新实践–冷板水冷系统设计参考》绿皮书重要信息,选用水冷的网络系统通常可以解决12kW以内的机柜制冷,机柜功率超过15kW,相对于现有的水冷网络系统,已经到了空气对流散热器能力的天花板,水冷控制技术作为一种散热器能力更强的控制技术,可以支持更高的功率表面积。
散热器电子设备越来越贴近发热源:
冷机械式水冷成熟度最高,浸没式水冷、喷淋式水冷节能效果更优。
现阶段,3 种不同水冷方案在通信行业各有一些应用案例。
其中,冷机械式水冷发热器件不需接触冷却液,发展时间最早,控制技术成熟度较高,冷机械式水冷选用微通道强化换热控制技术具有极高的散热性能,在军用雷达、低表面积网络系统、高性能电脑、动力电池以及高功率LED 散热器领域均有应用,是解决大耗电电子设备部署、提升能效、减少制冷运转费用、减少TCO 的有效应用方案。
而浸没式和喷淋式水冷实现了100% 液体冷却,具有更优的节能效果;浸没式水冷散热器节能竞争优势明显,在超算、高性能排序领域取得了广泛应用。
水冷伺服器市场格局
水冷控制技术作为高新控制技术,覆盖多学科、多领域,控制技术壁垒高,现阶段国内外网络系统基础工程建设厂商水冷控制技术普及率尚较低,掌握该控制技术的企业较少。
国际市场中,主要厂商在水冷控制技术和产品方面还处于实验或初步应用阶段,市场中尚未形成较强行业龙头,市场竞争格局未定,且由于中国统计数据安全保护政策,国外厂商产品进入中国较为困难。
国内市场中,部分企业经过多年的控制技术积累和沉淀,已经展现出较为明显的控制技术在低表面积网络系统领域。
曙光数创(中科曙光旗下)是国内最早实现冷机械式水冷和浸没相变水冷控制技术小规模商用化部署的公司众所周知,阿里巴巴现阶段也已实现浸没单相水冷产品的部署;华为、浪潮现阶段实现商用的主要以冷板产品为主;广东合一、中国长城当前以喷淋式水冷产品为主;先发布的厂商还包括英维克、高澜股份、宁畅等。
国内代表厂商中曙光数创是浸没相变水冷领军企业,背靠国产INS13ZD行业龙头中科曙光。
在网络系统基础工程建设产品方面,曙光数创自2011年即确立了冷板和浸没两个水冷控制技术路线,并相继研发形成了冷板水冷网络系统基础工程建设产品-C7000系列和浸没相变水冷网络系统基础工程建设产品-C8000系列。截至2022年7月31日,公司已取得91项专利和27项软件著作权,其中发明专利31项。
2022年,浪潮重要信息发布全栈水冷产品,通用伺服器、低表面积伺服器、整机柜伺服器、AI伺服器等四大系列均支持冷机械式水冷,同时浪潮重要信息亚洲最大水冷网络系统研发生产基地-天池正式投产,年产能达至10万台,实现了业界首次冷机械式水冷整机柜的大批量交付,整体交付周期在5-7天之内,助力网络系统绿色低碳发展。
浪潮将“All In水冷”纳入公司发展战略中:
英维克的Coolinside全链条水冷解决方案,选用端到端全链条自主控制技术,不但高效节能,能够充分满足伺服器高热表面积散热器市场需求,而且全面系统地实现一站式服务,打破国外控制技术壁垒,使小规模应用正式成为现实。
英维克全链条水冷解决方案已实现单机柜200kW批量应用
在国际权威AI性能测试ML Perf中,宁畅的伺服器在MASK R-CNN和U-Net3D两项AI场景测试中,连续两年获得世界第一。除了ML Perf测试,宁畅的R620 G40伺服器通过了TPCx-AI基准测试验证,这是国内首例。此前,R620G40伺服器也在SPEC(国际标准性能评测组织)的多个基准测试中获得9项世界第一。
阿里云在“第十六届中国IDC产业年度大典”上正式向业界发布行业首款单相浸没水冷解决方案—磐久Immersion DC 1000,将绿色水冷控制技术与极致INS13ZD平台结合,实现基础工程建设散热器能力和伺服器、网络电子设备高效融合并整体交付,整体可再生能源消耗可下降34.6%,助力低碳绿色网络系统构建。
针对边沿网络系统部署,阿里云推出了水冷边沿集装箱解决方案:
华为发布FusionServer Pro全水冷系统解决方案,该智能伺服器使用冷机械式水冷,是面向IT电子设备高密部署,减少TCO投入,绿色节能,并有效提升演算工作效率的制冷解决方案,可以广泛应用作大学、公有云、企业等的排序业务。该方案选用密闭式全水冷机柜设计,全部的热量均由水冷带走,机房无需部署IT电子设备制冷冷气。
华为FusionServer Pro全水冷系统解决方案使得机房无需部署制冷冷气:
高澜股份可提供冷机械式液冷伺服器热管理解决方案、浸没式水冷伺服器热管理解决方案以及集装箱水冷网络系统解决方案。#6月财经新势力#
部分厂商网络系统水冷布局情况:
今后,散热器电子设备越来越贴近晶片等核心发热源是重要态势,今后散热器预计将从房间级、机柜级、伺服器级向晶片级演进,通过散热器部件与晶片表面直接接触实现更好的晶片散热器。INS13ZD提升增添更高的伺服器和晶片散热器市场需求,有望增添伺服器水冷市场需求高速发展。