数据中心温控趋势报告（16页）

行业报告下载 2023年05月16日 09:18 管理员

AI、5G、大数据及云计算等发展拉动数据中心机柜功率密度提升速度。长期以来，我国数据中心以通用算力的发展为主，智算中心的数量相对较低，按机架规模统计，通用数据中心超过 90%。随着 5G、大数据、云计算、AIGC 等商业化产品的落地，算力需求井喷式提升，提升单机柜功率是协调快速增长的算力需求与有限的数据中心面积的有效方式之一。据 CDCC 调研统计，2021 年全行业 8kW 以上机组占比约为 11%，2022 年 8kW 以上机组占比达到约 25%；据 Colocation America，2020 年全球数据中心单机柜平均密度达 16.5kW，赛迪顾问预计至 2025 年该数值有望达到 25kW。2022 年 Intel 第四代服务器处理器单 CPU 功耗已突破 350 瓦，英伟达单 GPU 芯片功耗突破 700 瓦，AI 集群算力密度普遍达到 50kW/柜，风冷散热技术面临极大的挑战。高性能计算设备产热速率大幅提升，液冷方案大势所趋。高功率密度可能带来更高的风险，以制冷系统为例，当其出现故障时，12kW 机房升温的速度将是 4kW 的 N 倍以上，留给运维部门应急抢修的时间将变得更短。传统风冷将无法满足高功率密度数据中心的散热，据《数据中心高效绿色冷却技术》，高性能计算设备的常见产热量为 100W/cm²，而风冷技术的最大散热容量为 37W/cm²，移热速率与产热速率不匹配会使得机柜温度升高，导致算力下降甚至损害设备，因此利用冷却能力是风的 1000~3000 倍的液体冷却可以大幅提高温控系统的冷却效率，液冷通常支持 30kW~100kW 的机柜散热需求，有望成为高功率密度机柜的主流散热方案。

储能、新能源车及数据中心温控由于各自的工作环境、体积空间、温控的精度等需求不同，对温控方案提出了不同的要求： 1）电化学储能温控核心在于提升使用寿命与安全性，对于温控设备空间限制较为宽松。电化学储能常见场景在室外，更强调温控设备的使用寿命、稳定性以及温控方案的运维成本，对设备的体积、重量等要求相对宽松。目前风冷方案占比更大，随着新能源电站、离网储能向更大电池容量、更高系统功率密度转化，液冷方案占比将快速提升。 2）新能源汽车温控重视提升固定空间下的热管理效率与温控精确性。新能源汽车的热管理除对电池的温控需求外，还包括对电控、电机、乘仓的温控需求。由于动力电池能量密度更高，且车体物理空间有限，对热管理的体积、重量、散热效率、温控精度要求更高。 3）数据中心温控追求制冷效率提升与数据中心电力使用效率（PUE）的降低。 IDC 温控强调散热效率跟上芯片功耗提升速度，AIGC 的发展加速芯片算力提升，带来功耗大幅上升，已逐渐超出风冷的散热能力范围，液冷散热成为高功率密度机柜的有效热管理方案。此外，PUE=数据中心总设备能耗/IT 设备能耗，在 PUE 政策收紧的背景下，热管理效率需要进一步提升，浸没式、喷淋式等液冷散热方案得到进一步推广。

数据中心温控趋势报告（16页）