数据中心热管技术

主要：
1算力密度和能耗指标驱动散热创新升级

1.1工智能应用推动功率密度提升，风冷已达极限
工智能应用加速高密度数据中心发展。 面对工智能带来的数据量和数据量的增加，数据中心资源尤其是城资源变得越来越稀缺。 AI芯片的引入正在加速服务器高功率密度的发展。 全球数据中心单机架平均功率从2017年的5.6kW提升至2020年的8.4kW/机架，功率密度超过8kW的机柜比例大幅提升。 未来，AI模型训练和推理应用将会增多，单机柜功率密度有望从6-8KW提升到12-15KW，甚至超过30kW。
1.2液冷技术减轻能耗压力，满足数据中心能耗需求
面对节能减排和高质量发展的要求，液冷技术散热技术成为关键。 冷板和浸没式液体冷却技术分别提供高效率和低成本。 冷板液冷散热性能高，浸入式液冷实现100%液冷，大幅降低能耗。
1.3风冷与液冷成本对比：液冷价值高，TCO优势明显
冷却系统是IDC最大的成本贡献者，液冷可以与风冷相比，显着降低 TCO。 液冷数据中心通过减少机架、节占地面积和优化冷却系统设计来降低总建设成本。 同时，液冷技术更加节能，节电费，进一步降低运营成本。
2. 散热场正在向液冷和芯片级发展
2.1冷板和浸入式液冷技术成熟度和效率分析

液冷技术包括接触式和非接触式接触式解决方等冷板液冷已经非常成熟，浸没式液冷效率更高。 冷板液冷通过液冷板间接传递热量，提高散热性能。 浸没式液冷实现100%液冷，节能效果显着。
2.2芯片级风冷技术及散热方概述
芯片级散热主要依靠风冷和液冷技术。 风冷系统成本低、技术成熟，但散热功耗有限、效率低；液冷系统效率更高，但成本和维护复杂。 芯片级散热模块结合热管、均热板等部件，实现高效散热。
3. 大AI模式带动液冷场增
3.1智能算力规模快速增
我智能算力规模快速增，规模智能算力快速增。 算力规模将从2021年的155.2EFLOPS增到2022年的268.0EFLOPS，预计2021年期间将达到1271.4EFLOPS。 通用算力规模从47.7EFLOPS增到111.3EFLOPS。
3.2​​​​AI大模型训练与推理带动液冷场
随着AI模型参数增加、训练时间缩短，对算力的需求将会增加未来显着。 AI训练和推理阶段不断增的散热需求将带动液冷场的整体增和边际增率。

模块化机房是一种模块化的机房建设方式。

具体来说，模块化机房将传统的机房建设模式转变为基于模块化设计理念的模式。 其主要特点体现在以下几个方面：

1． 在模块化机房中，服务器、存储、网络设备等各种设备组合在一起形成模块化单元。 这些模块化设备不仅使安装、故障排除和维护变得更加容易，而且可以根据实际需要进行灵活的配置和扩展。 随着业务需求的增加，只需要增加合适的模块化单元，无​​需对整个机房架构进行大范围的改动。

2. 高度集成。 模块化机房设计时注重集成，各个模块通过标准化接口连接成有机整体。 这种设计方法不仅提高了机房的可靠性，还大大简化了管理复杂度。

3. 易于部署并快速扩展。 由于模块化机房的所有组件都是预先配置好的，部署时只需要简单的组合和安装即可。 随着业务需求的变化，可以快速添加或删除模块以满足不断变化的需求。

4. 节能高效。 机房模块化设计通常采用热管冷、智能能源管理等先进的冷节能技术，提高机房能效比，降低能耗。

一般来说，模块化机房是基于模块化设计理念的机房。 其主要优点是灵活、快速部署、易于管理、节能高效。 随着技术的不断发展和应用需求的不断变化，模块化机房正成为未来数据中心建设的重要趋势。