焦點(diǎn)資訊：抖音井湯博：液冷是趨勢(shì)，但需理性看待

（CWW）當(dāng)高性能計(jì)算需求日益增長，隨著芯片功率密度的迅速激增，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心風(fēng)冷方式顯得有些力不從心，換熱效率更為優(yōu)異的液冷脫穎而出，受到越來越多用戶的青睞，也吸引了眾多企業(yè)排兵布陣。

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那么，液冷能否讓所有制冷問題迎刃而解，未來液冷是否將成為市場主導(dǎo)？在近日由CDCC舉辦的“2023中國（上海）國際數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)展覽會(huì)暨第4屆中國數(shù)據(jù)中心綠色能源大會(huì)”上，CDCC專家技術(shù)組委員、抖音數(shù)據(jù)中心技術(shù)總監(jiān)井湯博在接受通信世界全媒體記者采訪時(shí)表示，液冷將是未來發(fā)展的必然趨勢(shì)，但是對(duì)于液冷應(yīng)用需理性看待，液冷不是解決所有問題的“雷神之錘”，不會(huì)完全取代傳統(tǒng)風(fēng)冷。

拐點(diǎn)已至

從2014年就開始從事液冷研究的井湯博可謂這一領(lǐng)域的一員“老兵”。談起液冷，井湯博坦言其并非一項(xiàng)新技術(shù)，在電力電子和其他特殊領(lǐng)域早已存在，之所以未得到大規(guī)模推廣，是因?yàn)楫?dāng)服務(wù)器功率密度較低之時(shí)，使用液冷需要增加額外成本，總體而言并不經(jīng)濟(jì)，如同“大馬拉小車”。

如今，轉(zhuǎn)折點(diǎn)開始出現(xiàn)。井湯博表示，隨著高性能計(jì)算的出現(xiàn)、芯片功率的增加、芯片殼溫的下降，以及芯片制程降低帶來的芯片局部功率密度的提升，風(fēng)冷在芯片迭代之時(shí)遇到散熱的技術(shù)瓶頸。而從經(jīng)濟(jì)性角度來看，當(dāng)芯片功率超過一定限度時(shí)，IT設(shè)備的風(fēng)扇散熱功率變得非常高，使用風(fēng)冷經(jīng)濟(jì)性變差；相較而言，液冷可以提供更好的散熱效果，降低能源消耗，提高數(shù)據(jù)中心可持續(xù)性，成為新形勢(shì)下的理性選擇。

從技術(shù)方式來看，冷板式液冷和浸沒式液冷是常見的兩種形態(tài)。其中，前者與普通服務(wù)器相比區(qū)別不大，對(duì)于裝機(jī)運(yùn)營模式改變有限，在出現(xiàn)事故時(shí)應(yīng)急可控性較好，既可實(shí)現(xiàn)液冷的核心價(jià)值，又能兼顧風(fēng)冷特點(diǎn)，具有較好的平衡性和成本可控性，產(chǎn)業(yè)成熟度相對(duì)更高；后者將服務(wù)器浸泡在液體中，屬于比較極致的方案，液體、箱體等設(shè)計(jì)有待改進(jìn)，服務(wù)器需要定制設(shè)計(jì)，要求玩家具備一定規(guī)模才能降低服務(wù)器平均成本，整個(gè)產(chǎn)業(yè)成熟度有待進(jìn)一步提高。因此相對(duì)而言，冷板式經(jīng)濟(jì)可行、風(fēng)險(xiǎn)更低，目前更受市場歡迎；而浸沒式效率更高，是更為長遠(yuǎn)的發(fā)展方向。

堅(jiān)持實(shí)踐出真知、行勝于言的理念，抖音已經(jīng)開始了對(duì)于液冷的實(shí)踐和探索。眾所周知，數(shù)據(jù)中心對(duì)于抖音發(fā)展非常重要。抖音制定了超大集群、節(jié)能降耗、高效穩(wěn)定、極速交付、綠色低碳的數(shù)據(jù)中心技術(shù)理念，推動(dòng)數(shù)據(jù)中心不斷發(fā)展演進(jìn)，在此過程中對(duì)于液冷技術(shù)已有深入研究和應(yīng)用。井湯博表示，冷板式液冷在抖音得到了廣泛應(yīng)用，已經(jīng)成為主流方案之一；浸沒式液冷也進(jìn)行了大規(guī)模部署，但是總體而言還在深度研究和技術(shù)沉淀階段，未來有望躋身主流方案，在某些場景提供更優(yōu)的選擇。

在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題、推動(dòng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)步，抖音自研了冷板液冷服務(wù)器和解決方案，深入研究并解決了快速接頭無滴漏、水質(zhì)生命周期管理、服務(wù)器內(nèi)部散熱設(shè)計(jì)、系統(tǒng)液體均衡和監(jiān)控、系統(tǒng)生命周期維護(hù)等關(guān)鍵卡點(diǎn)問題，將PUE降低到1.15以內(nèi)；同時(shí)開發(fā)了模塊化浸沉式液冷解決方案，對(duì)材料兼容性、換熱性能、信號(hào)完整性、安全毒性、生命周期維護(hù)等進(jìn)行了大量研究，將PUE降低至1.1以內(nèi)。

關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)力

隨著人工智能的發(fā)展、高性能計(jì)算的升溫，液冷開始受到越來越多的關(guān)注，而大量的風(fēng)冷傳統(tǒng)資產(chǎn)設(shè)備存在也是不得不面對(duì)的事實(shí)，那么推動(dòng)液冷大規(guī)模應(yīng)用的“關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)力”究竟何在？

紙上談兵不如起而行之，抖音在實(shí)踐中把脈產(chǎn)業(yè)方向，尋找產(chǎn)業(yè)發(fā)展的驅(qū)動(dòng)力和關(guān)鍵難點(diǎn)所在。在井湯博看來，隨著產(chǎn)業(yè)關(guān)注度的提升，液冷的技術(shù)難題，如服務(wù)器、液體、換熱器等不斷得到解決，促進(jìn)液冷技術(shù)變得經(jīng)濟(jì)可性，相對(duì)而言，找到合適的場景促進(jìn)技術(shù)融合、產(chǎn)生合力成為關(guān)鍵所在。而其中的核心點(diǎn)則包括兩點(diǎn)：一是驅(qū)動(dòng)力何在，二是難點(diǎn)如何解決。

井湯博表示，驅(qū)動(dòng)力包括限制因素和可選因素。限制因素有業(yè)務(wù)需求、服務(wù)器代際、區(qū)位特點(diǎn)等，是無法選擇的因素；可選因素有靈活快速、高密度部署等特殊需求，以及TCO優(yōu)化、挖掘潛力等，是可以選擇的因素。抖音會(huì)結(jié)合兩方面因素，在冷板、浸沒、冷板+風(fēng)冷、風(fēng)冷四種方案中進(jìn)行選擇，并在落地執(zhí)行后分析復(fù)盤，不斷迭代和優(yōu)化。

基于上述驅(qū)動(dòng)力，抖音提出了液冷技術(shù)應(yīng)用的驅(qū)動(dòng)力模型，包括兩類驅(qū)動(dòng)、四個(gè)場景、五個(gè)因素。兩類驅(qū)動(dòng)包括外部驅(qū)動(dòng)和內(nèi)部驅(qū)動(dòng)；四個(gè)場景是在內(nèi)外部驅(qū)動(dòng)之下所面臨的挑戰(zhàn)，如資源政策、行業(yè)技術(shù)、成本優(yōu)化、業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)；五個(gè)關(guān)鍵因素主要結(jié)合四個(gè)場景進(jìn)行評(píng)估，包括成本優(yōu)勢(shì)、快速交付、穩(wěn)定可靠、技術(shù)制約、資源制約等。

“對(duì)于液冷技術(shù)的應(yīng)用，大家應(yīng)該理性看待，真正把握液冷實(shí)際的驅(qū)動(dòng)力，不要把液冷當(dāng)成解決所有問題的‘雷神之錘’。”井湯博提醒。

以驅(qū)動(dòng)力模型為指引，抖音在探索適合液冷的應(yīng)用場景。在井湯博看來，在高性能計(jì)算，GPU、GPT大模型領(lǐng)域，以及以算力為主的云計(jì)算中心，液冷會(huì)占有越來越多的份額；在一些濕熱地區(qū)，液冷可以在提高資源利用率、節(jié)省電費(fèi)方面大展身手；在傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心改造方面，液冷可以挖掘空間潛力，降低PUE，具有一定用武之地。

雖然液冷是大勢(shì)所趨，但是對(duì)于液冷的總體發(fā)展前景需要保持謹(jǐn)慎樂觀?！笆紫仁袌錾嫌写罅匡L(fēng)冷存量，其次在氣溫較低的地區(qū)風(fēng)冷非常經(jīng)濟(jì)適用。選擇技術(shù)需要堅(jiān)持用戶導(dǎo)向，而不僅是技術(shù)導(dǎo)向。雖然液冷占比會(huì)有所提高，但不是All-in，在未來七八年內(nèi)液冷占比不會(huì)超過50%?！本疁╊A(yù)測(cè)。

改寫生態(tài)

液冷產(chǎn)業(yè)應(yīng)用起步不久，面臨的風(fēng)險(xiǎn)和困難亦不容忽視。在井湯博看來，風(fēng)險(xiǎn)包括一橫和一縱兩個(gè)維度。一橫指液冷技術(shù)部署的生命周期，如前期選址、商務(wù)洽談、規(guī)劃設(shè)計(jì)，中期施工、調(diào)試，后期交付運(yùn)營；一縱則指液冷產(chǎn)業(yè)鏈，包括芯片、部件、設(shè)備提供、系統(tǒng)集成、設(shè)計(jì)咨詢、承包、施工、調(diào)試、機(jī)房提供、最終用戶等。“每個(gè)環(huán)節(jié)都有難點(diǎn)，不是解決技術(shù)問題就可以萬事大吉?！本疁┍硎尽?/p>

值得注意的事，從橫向角度來看，液冷行業(yè)各環(huán)節(jié)推動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，形成了百花齊放、百家爭鳴的狀況，對(duì)于產(chǎn)業(yè)繁榮產(chǎn)生了積極作用。然而，當(dāng)前各家的液冷系統(tǒng)大量采用定制化設(shè)計(jì)方案，缺乏兼容性考慮，不利于降低產(chǎn)業(yè)整體成本和提高可靠性和運(yùn)維便利性，因此液冷的進(jìn)一步發(fā)展面臨著統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的需求。而統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)也是液冷從“高端玩家俱樂部”走向普羅大眾的關(guān)鍵。

此外，在井湯博看來，液冷帶來的不僅是制冷技術(shù)的變革，更是整個(gè)生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈的顛覆?！拔覀兊淖罱K目的是降低總體能耗和實(shí)現(xiàn)綠色低碳，因此PUE這一指標(biāo)值得思考，我們認(rèn)為要從PUE上升到ITUE，再到能源利用率的ERE?！本疁┱J(rèn)為。

PUE（總能耗/IT能耗）是數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域常用的能耗效率指標(biāo)，PUE值越低數(shù)據(jù)中心越綠色。在風(fēng)冷模式下，出現(xiàn)了為了降低PUE而提高機(jī)房溫度的情況，雖然PUE降低，但是服務(wù)器能耗會(huì)增加，總體并不綠色低碳。液冷將兩者結(jié)合，在ERE（（總能耗-回收能源）/計(jì)算資源能耗）指標(biāo)模式下，將液冷循環(huán)的部分液體進(jìn)行熱量回收，用于居民供暖、大棚保溫、數(shù)據(jù)中心部分設(shè)備供熱等，實(shí)現(xiàn)能源的再生利用，促進(jìn)整個(gè)生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)的總體能耗降低。

在ERE的指引下，抖音開始優(yōu)化審視液冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)。例如，將通過定制服務(wù)器和數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)高送風(fēng)溫度和高水溫的結(jié)合，以提升系統(tǒng)綜合效率、降低IT耗電，而不僅降低PUE值；又如，深入挖掘液冷熱量回收潛力，進(jìn)一步把能源效率和綠色低碳發(fā)揮到極致。

“液冷有優(yōu)勢(shì)也有短板，抖音不是停留在表面的計(jì)算，而是找到最合適的技術(shù)助力業(yè)務(wù)發(fā)展。我們腳踏實(shí)地、行勝于言，在問題中尋找根因、敢于面對(duì)挑戰(zhàn)。最后希望大家做理性的樂觀主義者?！本疁┍硎尽?/p>

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