算力需求继续迸发 “能耗大户”怎么滴水必争
跟着人工智能(AI)工业快速开展,企业布置大模型的门槛不断下降,带动运用端加快浸透,各行业对算力的需求也继续迸发。现在已有多家上市公司相继发表大额算力服务合同,推进人工智能数据中心(AIDC)进入高速建造期。
但一个客观现实是,作为一个高耗能工业,AIDC的建造也会带来动力和水资源需求的添加。有数据显现,到2030年,与人工智能相关的添加估计将耗费适当于印度年需求量的电力[1],以及与美国全年饮用水需求适当的水量[2]。
“这表明水危机不再是一个笼统的未来问题,而是在AI年代变得益发急迫。全球的企业比以往任何时候都需求维护水资源。”艺康集团执行副总裁兼大中华区总裁孔听云表明,AI年代,滴水必争。
更要害的是,考虑到当时顾客在可继续方面的消费心思和消费需求,可以坚信的是,维护水资源、高效运用水,也会带来一个企业潜在的添加时机。
算力井喷,带来绿色开展新应战。
AI工业的快速开展推进了算力需求的井喷,但随之而来的便是数据中心对散热有了更高需求,也为数据中心的绿色开展带来了新应战。
因为数据中心是典型的耗能大户。2024年7月,国家开展变革委联合有关部分印发《数据中心绿色低碳开展专项行动计划》(下称《专项行动计划》)提出,数据中心是支撑新质出产力开展的重要基础设备,也是当时我国动力耗费增速较快的范畴之一。
跟着单机柜功能大幅提高,数据中心能耗继续攀升。国际数据公司(IDC)与浪潮信息)联合发布的《我国人工智能计算力开展评价陈述》(下称《陈述》)猜测,2024年人工智能数据中心IT能耗抵达55.1太瓦时,2027年将添加至146.2太瓦时,5年间完成6倍添加。
在近来举行的“2025年动力经济猜测与展望研究陈述发布会”上,北京理工大学发布的《数据中心归纳能耗及其灵活性猜测陈述》称,到2030年,我国数据中心用电负荷将达1.05亿千瓦,全国数据中心总用电量约为5257.6亿千瓦时,用电量将占到全社会总用电量的4.8%。
可是,数据中心不只耗电,还费水。谷歌发布的2023年环境陈述显现,其2022年耗费了56亿加仑(约212亿升)的水,适当于37个高尔夫球场的水。其间,52亿加仑用于公司的数据中心,比2021年添加了20%。
破解水耗之困,需求立异冷却计划。
冷却体系是数据中心水耗的首要来历之一,贡献了超越95%的WUE(水运用功率),以华东某数据中心首要用水点年用水量散布显现,97%的用水为冷却水补水。
据了解,数据中心的水耗包含由冷却体系用水等发生的直接水耗,以及电力出产用水发生的间接水耗。
其间,数据中心的服务器等设备工作时会发生许多热量,通常会用水来冷却散热。一个小型的一兆瓦数据中心,若选用传统冷却办法,每年的水耗量会超越2500万升。一些大型数据中心,其冷却体系每天的用水量乃至能抵达500万加仑(约1892万升)。除了冷却,数据中心还会用到水进行加湿、消防体系以及设备维护等,发生较大的水耗。
此外,数据中心需求许多电力来保持工作,以火力发电厂为例,其在蒸汽出产等进程中会用到许多水。据预算,全球火力发电厂每出产一兆瓦电力,均匀水脚印在220升到5076升。
因而,跟着芯片功耗以及数据中心单机柜功率密度继续攀升,叠加各地PUE(电能运用功率)、WUE的日渐严格要求,数据中心的冷却方法也正在不断改造。
上述《陈述》中提出,面临较大的能耗压力,传统风冷技能已难以支撑,促进越来越多的数据中心转向运用液冷技能。相较而言,液冷(冷板式液冷、浸没式液冷)技能以其冷却功率高、PUE及WUE低、集成度高、可靠性强和运维便利等优势,受到了越来越多的重视。
IDC猜测,到2028年,60%的数据中心将选用微电网、定制硅芯片、液体冷却和加固结构等立异处理计划,以应对电力缺少和日益添加的可继续性要求。
我国信通院的猜测则是,2023—2027年期间,我国液冷数据中心商场将以59%的复合添加率继续蓬勃开展。到2027年,我国液冷数据中心商场规模有望打破1000亿元。
新计划遇上安稳性新应战,危险可控成要害。
可是,液冷技能也给数据中心带来了走漏危险、验证杂乱、维护本钱高级新的应战。
有业内人士表明,液冷是直接到芯片的冷却,冷却功率更高,但一旦走漏或循环体系故障,简单导致宕机危险更高,所以对液冷机房的安稳性要求更高。
具体来说,在液冷体系中,二次侧冷却液是至关重要的一个部分,它可以快速吸收服务器等设备发生的热量,并将其传导至冷却体系。与空气比较,液体的热传导系数更高,能更高效地将热量从高温的电子元件传导出去,保证设备在安全温度下工作。但冷却液一旦发生走漏,或许会对电子设备形成严峻损坏,乃至引发安全事端。
一同,因为换热体系结构的特殊性,虽然处于冷却体系的闭路中,作为冷却液介质的水仍然会因为水质、规划和原料方面的问题发生腐蚀、结垢、堆积及微生物等问题,形成冷板内部阻塞,传热功率下降,然后直接形成对服务器的危害而导致严峻的宕机事端与财物丢失。
因而,在液冷技能中,挑选冷却液与冷却水处理计划时,既需求考虑传热功能的长时刻安稳性和高效性等,也更需求考虑其与冷板、CDU(冷液分配设备)的适配性以保证运营的安全性。
此外,作为一种相对较新的技能,液冷体系的验证进程比传统的风冷体系更为杂乱,需求更多的认证程序。一同,液冷体系的维护需求专业的技能人员和设备,维护本钱相对较高。并且,因为液冷体系与IT设备直接相连,一旦呈现问题,或许会影响数据中心的正常工作,导致停机时刻添加。
纳尔科液冷数据中心全生命周期水办理计划。
纳尔科是艺康集团(纽交所代码:ECL)旗下专心于水处理和工艺改善的品牌,作为专业的水办理公司,纳尔科以二次侧冷却液办理计划作为切入点,聚集液冷全体处理计划,助力数据中心的节能降耗与运营安全,然后为客户完成经济与环保方针的双赢。
针对液冷技能的上述新应战,纳尔科全新的数据中心液冷办理计划,经过从规划,制作到运送,装置,维护的全生命周期办理,保证数据中心的安全性,防止因冷却液走漏导致的服务器损坏,以及传热功率下降而引发的宕机危险。
其间,在规划环节,纳尔科可以与数据中心规划部分一同评价现有和未来的规划,以防止冷却液相关的应战。在制作环节,与国际各地的制作工厂协作,保证在冷板的拼装进程中,冷却液防止呈现结垢,腐蚀,微生物等问题,从而保证冷却液体系在交给终端客户之前,有了一张“合格证书”;在运送环节,供给运送辅导,保证产品在抵达交给地时,仍旧有质量保证;在装置环节,则会供给操作辅导,保证装置进程的洁净、接连、易操作;在维护环节,一起起草维护性计划,经过数字化在线监测计划,致力于保证设备的正常工作,简化终端用户的操作,并致力于可继续开展。
此外,关于二次侧冷却液的挑选,纳尔科有水基与醇基两种计划,以全面掩盖液冷数据中心的需求。
其间,纳尔科水基冷却液中的新式微生物按捺组分,处理了传统水基冷却液微生物形成的危险与运维本钱高的问题。而纳尔科低毒性醇基冷却液,合作数字化在线检测计划,防止了醇基冷却液有效成分的衰减与走漏。
艺康集团纳尔科大中华区轻工业事业部区域副总裁周谧介绍说,纳尔科的数据中心液冷办理计划,可以助力处理液冷数据中心安稳性的危险,在保证液冷数据中心节能降耗的一同,保证运营的安全性。
“咱们也充沛了解液冷数据中心各环节厂家验证相对杂乱的痛点,与干流CPU,GPU厂家进行了联合试验与验证,并获得了优异的成果。” 周谧说。
现在,纳尔科的处理计划已被国际闻名的处理器公司引荐,并在国内外数据中心有了老练的运用。
在人工智能年代,艺康维护重要资源并完成事务添加的任务比以往任何时候都更为要害。经过优先考虑智能水资源办理,艺康正在协助企业完成绩效提高,一同构建一个更具耐性和活跃的未来。
[1] Bloomberg Law, “AI Computing on Pace to Consume More Energy Than India, Arm Says,” April 2024. https://news.bloomberglaw.com/artificial-intelligence/ai-computing-on-pace-to-consume-more-energy-than-india-arm-says.。
[2] 艺康对来自Lei, N., & Masanet, E. (2022)和Goldman Sachs (2024)的数据的剖析。
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