英特尔与浪潮信息等生态伙伴联合发布《冷板液冷系统设计参考》白皮书

为推动建立并完善冷板液冷的生态系统，有效降低数据中心PUE值，英特尔与浪潮信息等产业生态伙伴联合发布《绿色数据中心创新实践——冷板液冷系统设计参考》白皮书，分享冷板液冷技术关键部件的最新研究进展，加速突破数据中心系统功耗限制，并在降低设计与使用成本的同时，建立并逐步完善冷板液冷的生态系统。


随着云计算、大数据、人工智能等新一代信息技术快速发展，数据呈现爆炸式增长。作为储存和计算基础设施的数据中心加速建设是大势所趋，数据中心规模不断扩大，能耗持续高速增长。据相关估算，全国数据中心用电量总和已约占全社会用电量的 1.5%-2% 左右，且机柜规模仍保持高速增长态势。与此同时，随着“双碳”目标持续推进，国家频出数据中心建设相关政策，对PUE提出明确限制，要求到2025年，全国新建大型、超大型数据中心平均电能利用效率降到1.3以下。


为推进数据中心节能降碳，面向用电量占比与IT设备相当的制冷系统“对症下药”是关键。近年来，数据中心单位空间产生热量的瓦数正在不断上升，同时功率密度也在增加，严重制约了传统冷却方法和技术的进一步应用和推广。传统风冷数据中心通常可以解决 12kW 以内的机柜制冷，而随着服务器单位功耗增大，原先尺寸的普通服务器机柜可容纳的服务器功率往往超过 15kW，这已经到了空气对流散热能力的极限。液冷作为可以支持更高功率密度的先进制冷技术，成为新型数据中心的重要选择。

▶ 最成熟、应用最广，液冷散热优选之冷板式液冷

《绿色数据中心创新实践——冷板液冷系统设计参考》白皮书是英特尔与浪潮信息等冷板液冷产业生态伙伴紧密合作、联合创新的重要成果之一，内容涵盖液冷一次侧及二次侧整个链路的设计，对参与冷板散热系统设计、验证、管路的连接组装、系统的检测及维护人员均具有参考意义。

该白皮书旨在与冷板液冷生态伙伴及潜在使用者分享对于冷板液冷技术关键部件设计选型的考量，通过展现冷板液冷技术关键部件的研究进展，来共同促其标准化，进而降低其设计与使用成本，推动建立并完善冷板液冷的生态系统，加速数据中心行业脱碳转型，并以此支持各行各业实现低碳发展，共同为中国实现“双碳”目标做出新的贡献。


《冷板液冷系统设计参考》指出，在冷板式液冷系统中，发热器件不直接接触液体，而是通过与装有液体的冷板直接接触来散热，或者由导热部件将热量传导到冷板上，然后通过冷板内部液体循环带走热量。由于服务器芯片等发热器件不用直接接触液体，所以冷板式液冷对现有服务器芯片组件及附属部件改动量较小，可操作性更强，是目前成熟度最高、应用最广泛的液冷散热方案。

浪潮信息在今年将“All in 液冷”纳入公司发展战略，全栈布局液冷，实现服务器全产品线支持冷板式液冷，提供液冷数据中心整体解决方案，并建成了亚洲最大的液冷数据中心研发生产基地，实现PUE＜1.1。

从产品应用和技术成熟度、对数据中心与服务器架构的改造程度，以及部件更换运维便捷性等角度考虑，浪潮信息目前主推冷板式液冷，同时也在针对其他液冷技术进行挖掘与探索。

—— 浪潮信息数据中心产品部总经理赵帅

▶  安全可靠+标准化，液冷产业化需双管齐下

目前，液冷数据中心依然处于起步阶段，以头部互联网和金融通信行业为主的一些企业已经完成了液冷技术的试点，但市场整体液冷渗透率仍然较低。用户缺乏对液冷技术的基本了解是重要原因之一，液冷产品的安全性和可靠性是用户的主要顾虑，也是液冷部件的设计和生产过程中的关键问题。


在冷板的设计考量中，《冷板液冷系统设计参考》提出，“冷板基板和流道宜采用铜或铝合金材质，一个系统中不应有两种电位差较大的金属。”冷板材质一般由高导热系数的材料构成，使得冷板表面接近等温，带走大量的集中热量，并通过冷板的应用减少冷却液对电子元器件的污染，提高数据中心设施的使用寿命。浪潮信息采用全铜冷板，在导热性方面，铜相对于其他材质的导热性比较高；在化学稳定性方面，铜板结构稳定，不易发生电化学腐蚀，而铝板等材质时间长易氧化，堵塞冷板内铲齿管道。


此外，冷板的生产还需要有精深的焊接及加工工艺，并且要经过严密的测试验证，浪潮信息对冷板连接快接头均进行5000次插拔试验，保障长期测试可靠性，并对液冷换热单元CDU等部件进行震动、跌落、盐雾，霉菌等多项实验。针对用户普遍关心的漏液问题，浪潮信息还在节点内设计了漏液检测装置，能精确定位泄漏节点，立即告知客户，提供预警，实现1.2s的报警灵敏度。

除去上述液冷产品本身质的提升之外，标准化是推进液冷数据中心发展的关键。通过标准化可以有效地降低液冷应用的技术门槛和成本门槛，从而实现产业化、批量化。浪潮信息携手产业链上下游合作伙伴，共同推动液冷标准的建设完善，从数据中心整体方案与系统架构，到液冷系统内部的核心部件及接口、液冷基础设施，再到监控管理系统，实现兼顾整体与局部的全面标准化。截至目前，浪潮信息已参与制定与发布10余项冷板式液冷、浸没式液冷相关设计技术标准，并联合牵头立项关于冷板式液冷核心技术的4项标准，对液冷产业的快速发展及液冷技术的大规模普及建设具有重要的指导意义。


未来，浪潮信息将继续携手产业链上下游合作伙伴，协同推进液冷技术应用与设计等标准和规范建设，并依托在液冷数据中心领域强大的研发储备、丰富的产品体系、出色的液冷智造供应与交付能力以及构建完善生态的格局，引领产业实践，助力数据中心实现高效、集约、绿色可持续发展。

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