于慶友：數(shù)據(jù)中心需多維度冗余配置 液冷是未來大趨勢

3月24日消息（苡臻）當人工智能的浪潮席卷全球，算力需求正以超摩爾定律的速度狂飆突進。數(shù)據(jù)中心作為算力的核心承載單元，其發(fā)展態(tài)勢深刻影響著各行業(yè)的數(shù)字化進程。

近日，在“算電協(xié)同綠色發(fā)展及應用跨行業(yè)生態(tài)論壇”期間，中國石油天然氣股份有限公司勘探開發(fā)研究院數(shù)據(jù)中心專家、高級工程師于慶友在接受C114等媒體采訪時，針對當前算力激增背景下，數(shù)據(jù)中心領域一系列新動態(tài)，展開了深入且獨到的解讀。

算力浪潮下 數(shù)據(jù)中心現(xiàn)狀

隨著人工智能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，智能化成為算力快速增長的驅(qū)動力，數(shù)據(jù)中心、智算中心等多種算力相互融合協(xié)同趨勢明顯。至2024年底，我國智算規(guī)?？焖侔l(fā)展，近三年年均增速達到55%。

于慶友表示，當前，數(shù)據(jù)中心、智算中心建設呈綠色化、高密化、協(xié)同化的發(fā)展趨勢。

按工信部要求，到2025年全國新建大型、超大型數(shù)據(jù)中心、智算中心電能利用效率（PUE）應降到1.3以下，液冷和風液結(jié)合將成為主流趨勢；同時數(shù)據(jù)中心每5年功率密度提升1倍，10KW、20KW、40KW機柜將逐漸成為主流趨勢；隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應用，人工智能訓練推理場景聯(lián)動，數(shù)據(jù)中心呈現(xiàn)集團-邊緣多級、協(xié)同聯(lián)動。

另外，網(wǎng)絡系統(tǒng)方面，呈現(xiàn)用戶帶寬需求劇增、網(wǎng)絡質(zhì)量快速提升、光纖容量大幅增加的發(fā)展趨勢。2000-2023年，用戶接入帶寬從傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)5M發(fā)展至移動互聯(lián)網(wǎng)500M、再至人工智能時代10G，網(wǎng)絡帶寬需求增長2000倍。

目前，網(wǎng)絡質(zhì)量呈現(xiàn)更高網(wǎng)絡可靠性、更低轉(zhuǎn)發(fā)時延、更快接入效率的趨勢。數(shù)據(jù)傳輸技術不斷發(fā)展，商用單波速率從100G至400G快速發(fā)展，單光纖容量經(jīng)過40年發(fā)展容量提升200萬倍。

設備設施方面，算力體系設備設施含IT設備（信息技術設備）和基礎設施（數(shù)據(jù)中心基礎設施設施）兩類。IT設備主要指服務器、存儲、網(wǎng)絡等設備，基礎設施主要指電氣、暖通、空調(diào)等設施。

根據(jù)“設備設施浴盆曲線”，IT設備使用超過6年、基礎設施使用超過8年，故障率指數(shù)級增長、運行風險劇增、運維服務費用高企。業(yè)界IT設備更新周期為5至8年（其中互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)為3至5年），基礎設施更新周期為7至15年，亟需進行設備更新。

數(shù)據(jù)中心新趨勢與應對之策

近年來，隨著智算及超算的發(fā)展，數(shù)據(jù)中心對設備功率的要求顯著增加，這對網(wǎng)絡、供電穩(wěn)定性和連續(xù)性、以及制冷環(huán)境等提出了新的挑戰(zhàn)。

于慶友指出，為提高數(shù)據(jù)中心、智算中心基礎設施可靠性，通常根據(jù)建設等級要求選用容錯或冗余配置方式提高網(wǎng)絡、供配電、空調(diào)等系統(tǒng)可靠性，

例如，網(wǎng)絡需有2～3個運營商提供保障，且應避免布置在同一物理空間內(nèi)以防發(fā)生意外中斷。供配電系統(tǒng)需要根據(jù)建設等級、安裝容量、用途重要性等選用容錯或冗余配置的供電方式，提高系統(tǒng)的可靠性；合理配備柴油發(fā)電機系統(tǒng)或其他應急電源。充分利用可再生能源和儲能策略可有效降低運行能耗。

他指出，在低碳背景下，數(shù)據(jù)中心應利用外部自然冷卻、使用可再生能源，如風能、光伏、潮汐能等，以降低 PUE值和WUE值，減少碳排放。

此外，從冷卻技術層面看，主要有風冷、液冷和風液混合配置。“目前，大部分企事業(yè)單位的數(shù)據(jù)中心主要還是以風冷為主，但液冷在市場中的份額正迅速增加，未來液冷的比例將高于風冷，根據(jù)不同需求風冷與液冷混合配置將是一大趨勢。”

液冷技術是利用液體介質(zhì)與熱源直接或間接接觸進行換熱，再由冷卻液體將熱量傳遞出去的冷卻技術。液冷包括浸沒式、冷板式、噴淋式。其中，浸沒式液冷將服務器里面所有硬件直接浸泡在冷媒液體中，依靠流動的冷媒液體吸收服務器的發(fā)熱量，浸沒式換熱效率高、運行能耗低，但維修不便、推廣難度較大；冷板式液冷的冷卻液不與服務器元器件直接接觸，而是通過冷板間接對CPU和GPU進行熱交換，換熱效率較高、安全風險較小、適用范圍廣目前業(yè)界使用最多；噴淋式目前有少數(shù)廠家在做，其對安全和可操作性要求高，實際應用少。

采訪最后，于慶友還提到了數(shù)據(jù)中心標準制修定方面的工作。他指出，《數(shù)據(jù)中心設計規(guī)范》計劃于今年12月前完成重新修訂，目前正在參與編寫《算力設施工程技術標準》，預計明年6月前完成，后續(xù)還將對《數(shù)據(jù)中心基礎設施運行維護標準》等相關標準進行修訂。

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