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AIGC加速推動數(shù)據(jù)中心液冷市場的爆發(fā)

jf_86259660 ? 來源:jf_86259660 ? 作者:jf_86259660 ? 2023-05-04 10:22 ? 次閱讀

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01

背景介紹

ChatGPT(Chat Generative Pretrained Transformer),是由美國高科技公司OpenAI 研發(fā)的聊天機(jī)器人程序。該產(chǎn)品在2022年11月30日發(fā)布。ChatGPT技術(shù)的出現(xiàn)推動了計(jì)算機(jī)算力的飛速發(fā)展。


全球算力高速發(fā)展態(tài)勢

, 2021年,全球計(jì)算設(shè)備算力總規(guī)模達(dá)到615EFlops,增速44%。2030年,有望增至56ZFlops, CAGR達(dá)到65%, 其中智能算力由232EFlops增至52.5ZFlops, CAGR超過80%;算力翻倍時(shí)間明顯縮短;計(jì)算大模型出現(xiàn)后,帶來了新的算力增長趨勢,平均算力翻倍時(shí)間為9.9個(gè)月。

02

散熱需求升級

算力提升的背后是芯片必須具備更高計(jì)算效率,因而必然伴隨芯片能耗的加大,導(dǎo)致電子器件工作過程中的溫度升高。傳統(tǒng)芯片中,用于冷卻的體積占98%,只有2%用于計(jì)算運(yùn)行,但是依然很難解決現(xiàn)在存在的散熱問題,隨著芯片性能的持續(xù)快速提升,散熱問題將愈加突出。

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(來源:《基于大功率密度熱源的芯片級微流道散熱技術(shù)研究》)

03

高效散熱手段

根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道,液體的導(dǎo)熱性能是傳統(tǒng)風(fēng)冷效果的15-25倍,隨著ChatGPT的出現(xiàn),算力表現(xiàn)出的爆發(fā)式提升,散熱面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。液冷有望代替風(fēng)冷從而可以實(shí)現(xiàn)更加高效的散熱效果。而在冷卻介質(zhì)的選擇上,也進(jìn)一步趨于選擇冷卻效率更好的冷卻介質(zhì)。


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(來源:騰訊、浙商證券研究所)


04

政策導(dǎo)向


在國家“雙碳”政策的背景下,數(shù)據(jù)中心的PUE指標(biāo)不斷降低。算力的持續(xù)增加,意味著硬件部分的能耗也在持續(xù)提升;在保證算力運(yùn)轉(zhuǎn)的前提下,只有通過降低數(shù)據(jù)中心輔助能源的消耗,才能達(dá)成節(jié)能目標(biāo)下的 PUE 要求。

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(來源:騰訊、浙商證券研究所)




05

液冷散熱方式


目前風(fēng)冷技術(shù)是數(shù)據(jù)中心最為成熟和應(yīng)用最為廣泛的冷卻方案之一。風(fēng)冷技術(shù)存在低密度和相對較低的散熱能力的不足。這對于高性能計(jì)算(HPC)應(yīng)用尤為明顯。因此液冷技術(shù)是芯片散熱重要方案之一,有望成為未來主流。液冷技術(shù)中涵蓋冷板、浸沒、噴淋等。當(dāng)前來看, 冷板式和浸沒式較噴淋式發(fā)展相對成熟。

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(來源:《綠色高能效數(shù)據(jù)中心散熱冷卻技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢》 )

液冷是通過液體代替空氣,把 CPU、內(nèi)存等 IT 發(fā)熱器件產(chǎn)生的熱量帶走,液冷具有低能耗、高散熱、低噪聲等優(yōu)勢。按冷卻原理,冷板式、浸沒式和噴淋式是目前液冷的 3 種主要部署方式。其中,浸沒式和噴淋式液冷等為接觸式液冷,冷卻液體與發(fā)熱器件直接接觸。

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(來源:《綠色高能效數(shù)據(jù)中心散熱冷卻技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢》 )




06

市場規(guī)模


參考IDC數(shù)據(jù),2021年全球AI服務(wù)器市場容量達(dá)到156億美元,預(yù)計(jì)到2025年達(dá)到318億美元,CAGR達(dá)到19.5%。2021年中國AI服務(wù)器市場容量達(dá)到350億元,預(yù)計(jì)在2025年中國AI服務(wù)器市場容量將會達(dá)到702億元,CAGR達(dá)到19.0%,有望進(jìn)一步加速拉動液冷行業(yè)的市場的增長。其中浸沒式液冷憑借其優(yōu)良的制冷效果,市場份額將快速提升。

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(來源:IDC、國際在線、浙商證券研究所 )




07

行業(yè)動態(tài)


算力的提升帶來更高的散熱需求,因此有望帶來芯片級液冷行業(yè)需求的爆發(fā)。目前國內(nèi)液冷解決方案廠商,以及冷卻液廠商、 服務(wù)器廠商、交換路由器廠商等也都積極參與進(jìn)來。數(shù)據(jù)中心液冷有望進(jìn)入規(guī)模部署階段,行業(yè)空間廣闊,多家上市公司已開始布局。

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(來源:浙商證券研究所)


08

總結(jié)


憑借高效制冷、技術(shù)成熟、成本優(yōu)勢,液冷尤其是浸沒式液冷的發(fā)展前景毋庸置疑,但想要實(shí)現(xiàn)繼續(xù)推動技術(shù)的突破創(chuàng)新,推進(jìn)相關(guān)解決方案的進(jìn)步,需要整個(gè)行業(yè)的共同努力,這包括技術(shù)的發(fā)展以及與其他節(jié)能技術(shù)的結(jié)合,行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定與完善等,需要行業(yè)領(lǐng)軍者在技術(shù)上進(jìn)行新的突破。液冷行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定,將有效推動行業(yè)規(guī)范化的發(fā)展,也為數(shù)據(jù)中心液冷的發(fā)展指出方向,為液冷的研發(fā)提供有力的支撐,為液冷接下來的發(fā)展奠定基礎(chǔ),從而進(jìn)一步發(fā)揮數(shù)據(jù)中心液冷在高效制冷、節(jié)能減碳方面的作用,實(shí)現(xiàn)國家的“雙碳”目標(biāo)。

END

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