人工智能的一个细分赛道正在迎来风口!
伴随着ChatGPT快速推广,进一步催生AI算力等大功率应用场景落地,数据中心作为信息建设基础设施,将随着算力需求的快速增加而承担逐步提升的数据计算量。
但是,数据中心耗电巨大、发热集中,空调冷负荷急剧增加,导致主设备运行故障和能耗逐年上升成为行业发展的瓶颈。液冷技术恰逢其时的应运而生,凭借超高能效、超高热密度等特点有效解决散热压力和节能挑战,成为行业发展新风口。
2023年“互联网之光”博览会上,工业富联展示了与英特尔合作研发的浸没式液冷AI服务器相较传统的风冷式数据中心可节省能耗40%,此外还将合作发布下一代散热技术—超流体液冷,这让市场的目光再次关注到液冷技术。
到底什么是液冷技术,为何如此重要?
液冷最简单的理解就是用液体来给电子设备降温,因为电子设备在运行时会散发大量的热量,如果散热不及时那就会导致电子设备的运行效率下降,严重的会导致损毁。
电脑主机里嗡嗡作响的风扇,华为推出的液冷超级充电站,数据中心的液冷服务器等都是为了给机器降温,只不过电脑里的风扇属于风冷技术,效果要比液冷差很多,而且噪音大。
液冷技术按照液体与发热器件的接触方式,大致分为冷板式(间接接触)、喷淋式和全浸没式(直接接触)。
冷板式是将液冷冷板固定在服务器的主要发热器件上,依靠流经冷板的液体将热量带走达到散热目的;喷淋式液冷是在机箱顶部储液和开孔,让冷却液对发热体进行喷淋,达到设备冷却的目的;浸没式液冷是将发热元件直接浸没在冷却液中,依靠液体的流动循环带走服务器等设备运行产生的热量。
2019年冷板式液冷产品和浸没式液冷产品在市场上的占比分别为82%和18%,冷板式液冷仍是行业主流方案,浸没式液冷数据中心基础设施比例将逐步提升。
根据工信部《新型数据中心发展三年行动计划(2021-2023年)》的文件,到2023年底,新建大型及以上数据中心PUE降低到1.3以下。想要做到这一点,目前的技术路径必须要依靠液冷高导热、高传热的特性。所以说,算力有多重要,那液冷就有多重要。
这里多给大家提一句上面的PUE值,担心有的朋友不知道,PUE=数据中心总设备能耗/IT设备能耗,是一个比值,基准是2,越接近1表明能效水平越好。
那么,液冷技术的市场前景如何呢?
随着AIGC的发展,大模型所需要的参数和训练数据量和深度学习相比出现了指数级的增长,以GPT-3为例,1750亿的模型参数,45TB的训练数据集,是之前的10倍以上。
数据显示,国内智能算力规模正在高速增长,2021年中国智能算力规模达155.2每秒百亿亿次浮点运算(EFLOPS),2022年智能算力规模将达到268.0EFLOPS,预计到2026年智能算力规模将进入每秒十万亿亿次浮点计算(ZFLOPS)级别,达到1,271.4EFLOPS。2021-2026年期间,预计中国智能算力规模年复合增长率达48%.
算力需求的持续扩大需要相关硬件的完善,从而加快数据中心的建设落地,而液冷设备作为数据中心的基础配套设施,其需求量会随之提升。
目前国内已有中科曙光、绿色云图、联想、浪潮和华为等涉足液冷领域,但由于适应场景、冷却液价格和改造成本,液冷技术并未大面积普及。未来随着GPU运算占比的增加和服务器密度的不断增加,液冷将是代替风冷的必然选择。
以液冷数据中心对传统市场进行替换作为市场规模测算基础,结合华为、阿里巴巴和中科曙光对液冷数据中心的替换率调查,保守测算出2019年中国液冷数据中心的市场规模为261亿元,乐观估计为351亿元,2025年我国液冷数据中心的市场规模将破1200亿元。
那么在液冷产业链中,哪些地方最具投资价值呢?
液冷产业生态涉及产业链上中下游,包括上游的产品零部件提供商、中游的液冷服务器提供商及下游的算力使用者。
上游代表厂商有英维克、3M、云酷、竞鼎、诺亚、广东合一、绿色云图等;中游代表厂商有华为、中兴、浪潮、中科曙光、新华三、联想、
超聚变
、英特尔等;下游主要包括三家电信运营商,百度、阿里巴巴、腾讯、京东等互联网企业以及信息化行业应用客户。
这里为大家重点介绍一下液冷服务器的先驱和行业龙头—中科曙光。
中科曙光在国内高性能服务器市场中市占率超过40%,位列第一。2011年,中科曙光率先开始了服务器液冷技术的探索与研究,完成了首台原冷板式液冷服务器原理机和首台浸没式液冷原理验证,并且在2014年实现大规模商业化落地。
2019年,中科曙光实现了全球首个“刀片式浸相变液冷技术的大规模部暑。而且它背靠中科院,拥有信创背景下的“国家队”优势,围绕IT基础建设参股众多公司,包括海光信息、曙光云计算、中科星图、曙光数创等。
其子公司海光信息是算力龙头,IDC报告显示,2022年国产服务器领域,海光信息市占率53.6%,以一己之力占据行业半壁江山,并超出第二名13.7%的市场份额。
另外,在金融和通信行业国产服务器领域中,海光也分别以57.9%和60%的市场份额排名第一,遥遥领先对手。
AI时代,算力是一切商业应用的经济基础,液冷技术相当于算力的“奶妈”,只有液冷源源不断的给服务器降温,算力的效能才能充分发挥,其重要性,可见一斑。