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文檔簡(jiǎn)介

液冷,AI時(shí)代的下一個(gè)“光模塊”AIGC行業(yè)深度報(bào)告(16)2024年7月24日核心邏輯:

為什么說(shuō)液冷是AI的下一個(gè)光模塊:

AI高速互聯(lián)時(shí)代,高算力與高效傳輸架構(gòu)相匹配,從40G取代10G,100G取代40G,400G取代100G,800G取代400G,1.6T有望取代800G,升級(jí)之路永不停息;液冷已經(jīng)從“選配”到“必配”,高溫環(huán)境下,芯片內(nèi)部的電子元件會(huì)因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間工作而受到損耗,從而縮短芯片的使用壽命,風(fēng)冷的極限芯片散熱功率是800W,英偉達(dá)部分產(chǎn)品已經(jīng)突破風(fēng)冷能力上線,例如GH200以及最新款B200、GB200

。此外單機(jī)柜密度來(lái)說(shuō),

2025年AI集群算力單機(jī)柜密度將有望到20-50kW,也遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了風(fēng)冷的上限。政策為液冷市場(chǎng)扎入“強(qiáng)心劑”,國(guó)家政策對(duì)PUE值要求趨緊,呈逐年下降趨勢(shì)。

深度拆解液冷的核心價(jià)值鏈:液冷分為冷板式液冷,浸沒(méi)式液冷、噴淋式液冷,我們判斷冷板式液冷有望率先放量。根據(jù)我們的測(cè)算,2024、2025年我國(guó)的液冷市場(chǎng)規(guī)模分別為208.17、1700.23億元,同比增速分別為756.6%、716.8%。液冷散熱系統(tǒng)通常由至少兩個(gè)相互隔離的循環(huán)回路組成,一次側(cè)主要的散熱設(shè)備主要有三種:干冷器、冷卻塔和制冷機(jī)組,冷板式液冷的二次側(cè)組件包括:冷板組件、快速接頭QDC、機(jī)柜工藝?yán)涿焦┗仄绻躌CM、環(huán)路工藝?yán)涿焦┗仄绻躄CM、冷量分配單元CDU及工藝?yán)涿?,相關(guān)公司有望在液冷趨勢(shì)下快速放量。

深度拆解液冷的受益公司類型:維諦技術(shù)(Vertiv)深度綁定英偉達(dá)從而邁向成長(zhǎng),公司2023年3月31日股價(jià)為11.75美元,公司2024年3月31日公司股價(jià)為81.67美元,我們判斷其背后的原因?yàn)橛捎贏IGC爆發(fā),公司相關(guān)液冷數(shù)據(jù)中心產(chǎn)品業(yè)績(jī)迎來(lái)高增。我們將液冷產(chǎn)業(yè)鏈的受益公司簡(jiǎn)單拆解為三類,分別是服務(wù)器內(nèi)側(cè)端、液冷建設(shè)端、液冷基礎(chǔ)設(shè)施提供商;我們將服務(wù)器內(nèi)側(cè)端定義為服務(wù)器內(nèi)部的組件,可直接受益高功率AI芯片放量。液冷建設(shè)端,由于建設(shè)主體的不同,我們將液冷建設(shè)端分為液冷全鏈條式解決方案廠商、服務(wù)器廠商以及IDC廠商,每種類型廠商獨(dú)具優(yōu)勢(shì)。液冷基礎(chǔ)設(shè)施提供商即可提供相關(guān)液冷單獨(dú)產(chǎn)品,隨著液冷的升級(jí)換代,其相關(guān)產(chǎn)品有望量?jī)r(jià)齊升。

投資建議:在AI芯片架構(gòu)升級(jí)的大趨勢(shì)下,高算力與高功耗相匹配,英偉達(dá)相關(guān)產(chǎn)品功耗已經(jīng)超過(guò)風(fēng)冷極限,液冷已經(jīng)從“選配”到“必配”,受益標(biāo)的為:服務(wù)器內(nèi)側(cè)端:服務(wù)器內(nèi)側(cè)端:飛榮達(dá)等;液冷建設(shè)端,全鏈條式解決:

英維克、申菱環(huán)境、高瀾股份等;液冷建設(shè)端,服務(wù)器廠商:

工業(yè)富聯(lián)、浪潮信息、曙光數(shù)創(chuàng)等;液冷建設(shè)端,IDC建設(shè):潤(rùn)澤科技、奧飛數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)港等;液冷基礎(chǔ)設(shè)施提供商:強(qiáng)瑞技術(shù)、淳中科技、朗威股份、川環(huán)科技、海鷗股份等;

風(fēng)險(xiǎn)提示:

核心技術(shù)水平升級(jí)不及預(yù)期的風(fēng)險(xiǎn)、AI倫理風(fēng)險(xiǎn)、政策推進(jìn)不及預(yù)期的風(fēng)險(xiǎn)、中美貿(mào)易摩擦升級(jí)的風(fēng)險(xiǎn)。2目錄01液冷已經(jīng)從“選配”到“必配”02深度拆解液冷的核心價(jià)值鏈03梳理液冷產(chǎn)業(yè)鏈的受益公司04投資建議05風(fēng)險(xiǎn)提示301

液冷已經(jīng)從“選配”到“必配”41.1算力在大模型時(shí)代迎來(lái)爆發(fā),光模塊需求高增

大模型參數(shù)呈現(xiàn)指數(shù)規(guī)模,引爆海量算力需求:

根據(jù)財(cái)聯(lián)社和OpenAI數(shù)據(jù),ChatGPT浪潮下算力缺口巨大,根據(jù)OpenAI數(shù)據(jù),模型計(jì)算量增長(zhǎng)速度遠(yuǎn)超人工智能硬件算力增長(zhǎng)速度,存在萬(wàn)倍差距。運(yùn)算規(guī)模的增長(zhǎng),帶動(dòng)了對(duì)AI訓(xùn)練芯片單點(diǎn)算力提升的需求,并對(duì)數(shù)據(jù)傳輸速度提出了更高的要求。根據(jù)智東西數(shù)據(jù),過(guò)去五年,大模型發(fā)展呈現(xiàn)指數(shù)級(jí)別,部分大模型已達(dá)萬(wàn)億級(jí)別,因此對(duì)算力需求也隨之攀升。

大模型參數(shù)量的增長(zhǎng),數(shù)據(jù)中心互聯(lián)互通成為核心關(guān)鍵:在萬(wàn)億級(jí)大數(shù)據(jù)的背景下,單卡/單服務(wù)器算力已經(jīng)無(wú)法支撐龐大模型的訓(xùn)練,而芯片與芯片之間的互聯(lián)成為重中之重,集群的效應(yīng)顯得尤為關(guān)鍵,因此在AI的大背景下,由于葉脊網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中的服務(wù)器交換流量較大,因此服務(wù)器與交換機(jī)互聯(lián)的統(tǒng)一互聯(lián)互通的數(shù)據(jù)中心均使用光模塊,而光模塊傳輸速度越高,證明其互聯(lián)互通的效率也就越高,因此在整體算力芯片架構(gòu)升級(jí)的大背景下,傳輸速率較高的光模塊成為當(dāng)下的首選。近年大模型的參數(shù)規(guī)模增長(zhǎng)趨勢(shì)光模塊細(xì)分市場(chǎng)預(yù)測(cè)51.1算力在大模型時(shí)代迎來(lái)爆發(fā),光模塊需求高增

AI高速互聯(lián)時(shí)代,高算力與高效傳輸架構(gòu)相匹配:復(fù)盤英偉達(dá)數(shù)據(jù)中心芯片產(chǎn)品,其中明顯可以看到顯存帶寬與互聯(lián)互通傳輸速度的穩(wěn)定增長(zhǎng)。AI高速互聯(lián)時(shí)代,高算力與高效傳輸架構(gòu)相匹配架構(gòu)型號(hào)規(guī)格英偉達(dá)Volta架構(gòu)V100英偉達(dá)Turing架構(gòu)T4英偉達(dá)Ampere架構(gòu)V100sPCIeA100A800PCIePCIeSXM2PCIeSXMPCIeSXMNVIDIAAmpereNVIDIAAmpere芯片架構(gòu)NVIDIAVoltaNVIDIAVoltaNVIDIAVoltaNVIDIATuringNVIDIAAmpere

NVIDIAAmpereNVIDIAAmpere顯存顯存帶寬32GB或16GBHBM2

32GB或16GBHBM232GBHBM21134GB/s8.2TFLOPS16GBGDDR6320GB/S80GBHBM2e1935GB/s80GBHBM2e2039GB/s40GBHBM2

80GBHBM2e1555GB/s

1935GB/s80GBHBM2e2039GB/s900GB/s7TFLOPS900GB/sFP64算力7.8TFLOPS254.4GFLOPS9.7TFLOPS19.5TFLOPS19.5TFLOPS9.7TFLOPS19.5TFLOPS19.5TFLOPS9.7TFLOPS

9.7TFLOPS19.5TFLOPS

19.5TFLOPS19.5TFLOPS

19.5TFLOPS9.7TFLOPS19.5TFLOPS19.5TFLOPSFP64TensorCoreFP32算力14TFLOPS15.7TFLOPS125TFLOPS16.4TFLOPS8.1TFLOPS65TFLOPSFP32算力(Tensor)TensorFloat32(TF32)TF32(TensorCore)FP16算力(TensorCore)BFLOAT16(TensorCore)FP8(TensorCore)INT8算力

(TensorCore)CUDA核心數(shù)量156TFLOPS312TFLOPS312TFLOPS312TFLOPS-156TFLOPS312TFLOPS312TFLOPS312TFLOPS-156TFLOPS

156TFLOPS312TFLOPS

312TFLOPS312TFLOPS

312TFLOPS312TFLOPS

312TFLOPS156TFLOPS312TFLOPS312TFLOPS312TFLOPS-112TFLOPS130TFLOPS--624TOPS6912432130TOPS2560320624TOPS624TOPS624TOPS624TOPS51206406912432TensorCores核心數(shù)量功耗250瓦300瓦211250瓦70瓦136300瓦400瓦250瓦300瓦542400瓦晶管數(shù)量(億)制成(nm)5427nm12nm12nm7nmNVLink:600GB/sPCIe4.0:64GB/sNVLink:600GB/sPCIe4.0:64GB/sNVLink:400GB/sPCIe4.0:64GB/sNVLink:400GB/sPCIe4.0:64GB/s互聯(lián)速度32GB/s300GB/s32GB/s32GB/S61.1算力在大模型時(shí)代迎來(lái)爆發(fā),光模塊需求高增

英偉達(dá)Blackwell架構(gòu)發(fā)布,傳輸速率更上一層樓:可以看到英偉達(dá)Blackwell架構(gòu)下的新品傳輸速率和顯存帶寬相較于Hopper架構(gòu)有顯著提升;AI高速互聯(lián)時(shí)代,高算力與高效傳輸架構(gòu)相匹配架構(gòu)型號(hào)英偉達(dá)Hopper架構(gòu)H800Blackwell架構(gòu)B200H100PCIeH200SXMGH200B100GB200規(guī)格SXMNVLSXMNVIDIAHopperPCIe芯片架構(gòu)NVIDIAHopper

NVIDIAHopper

NVIDIAHopperNVIDIAHopperNVIDIAHopperNVIDIAHopper+ARMNVDIABlakwellNVDIABlakwellNVDIABlakwell顯存顯存帶寬80GBHBM33.35TB/s34TFLOPS67TFLOPS67TFLOPS80GBHBM2e2TB/s188GBHBM37.8TB/s80GBHBM380GB

HBM32TB/s141GBHBM3e4.8TB/s96GB|144GBHBM3e512GB/s(CPU)34TFLOPS192GB8TB/s192GB8TB/s384GB3.35TB/s1TFLOP16TB/sFP64算力26TFLOPS51TFLOPS51TFLOPS68TFLOPS134TFLOPS134TFLOPS0.8TFLOP0.8TFLOP51TFLOPS34TFLOPS67TFLOPS67TFLOPSFP64TensorCoreFP32算力1TFLOP67TFLOPS30TFLOPS40TFLOPS90TFLOPS67TFLOPS67TFLOPSFP32算力(Tensor)TensorFloat32

(TF32)67TFLOPSTF32(TensorCore)494.5TFLOPS378TFLOPS756.5TFLOPS756.5TFLOPS1513

TFLOPS1513TOPS16896989.5TFLOPS

494.5TFLOPS1979TFLOPS

989.5TFLOPS1979TFLOPS

989.5TFLOPS3958

TFLOPS

1979TFLOPS378TFLOPS756.5TFLOPS756.5TFLOPS1513TFLOPS1513TOPS494.5TFLOPS989.5TFLOPS989.5TFLOPS1,979TFLOPS1,979TOPS16896494TFLOPS990TFLOPS990TFLOPS1,979TFLOPS1,979TOPS0.9PFLOPS1.8PFLOPS1.8PFLOPS3.5PFLOPS3.5PFLOPS1.12PFLOPS2.25PFLOPS2.25PFLOPS4.5PFLOPS4.5PFLOPS2.5PFLOPS5PFLOPS5PFLOPS10PFLOPS10PFLOPSFP16算力(TensorCore)

989.5TFLOPSBFLOAT16(TensorCore)

989.5TFLOPSFP8(TensorCore)INT8算力(TensorCore)CUDA

核心數(shù)量1979TFLOPS1979TOPS3958TOPS1979

TOPS16896TensorCores核心數(shù)量功耗528528528700瓦300-350瓦8002x350-400W

高達(dá)700瓦300-350瓦700瓦1000瓦700W1000W2700W晶管數(shù)量(億)制成(nm)8004nm8004nm4nm4nmNVLink:600GB/sPCIeGen5:NVLink:400GB/sPCIe5.0:128GB/sNVIDIA

NVLink?:·900GB/S·PCleGen5:128GB/sNVLink:

NVLink:900GB/sPCIe

600GB/sPCIeGen5:128GB/s

Gen5:128GB/sNVLink:400GB/sPCIe5.0:128GB/s互聯(lián)速度900GB/sbidirectional

NVLink:1.8TB/sNVLink:1.8TB/sNVLink:2x1.8TB/S128GB/s71.2

液冷已經(jīng)從“選配”到“必配”,液冷拐點(diǎn)已經(jīng)到來(lái)

為什么說(shuō)液冷是AI的下一個(gè)光模塊:電子產(chǎn)品升級(jí)迭代規(guī)律使然,從上文證實(shí)的光模塊成長(zhǎng)路徑,AI高速互聯(lián)時(shí)代,高算力與高效傳輸架構(gòu)相匹配。從40G取代10G,100G取代40G,400G取代100G,800G取代400G,1.6T有望取代800G,升級(jí)之路永不停息,全部體驗(yàn)到從“奢侈”、“嘗鮮”到“普及”、“剛需”的過(guò)程。同樣,散熱領(lǐng)域也是相同,相關(guān)技術(shù)也在提升,先是自然風(fēng)冷、空調(diào)風(fēng)扇、散熱片,繼而是液冷。液冷也有噴淋式、冷板式和浸沒(méi)式等等。

為什么說(shuō)液冷已經(jīng)從“選配”到“必配”

芯片:環(huán)境溫度對(duì)芯片的影響不容忽視,高溫環(huán)境下,芯片內(nèi)部的電子元件會(huì)因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間工作而受到損耗,從而縮短芯片的使用壽命。溫度升高會(huì)引起電容、電阻以及金屬線等材料的熱膨脹,進(jìn)而導(dǎo)致它們的機(jī)械變形和結(jié)構(gòu)破壞,最終影響芯片的正常運(yùn)行。根據(jù)與非往消息,而單從芯片來(lái)看,風(fēng)冷的極限芯片散熱功率是800W,英偉達(dá)部分產(chǎn)品已經(jīng)突破風(fēng)冷能力上線。

數(shù)據(jù)中心:根據(jù)與非往消息,自然風(fēng)冷的數(shù)據(jù)中心,單機(jī)柜密度一般只支持

8-10kW,在機(jī)柜功率超過(guò)

10kW

后性價(jià)比大幅下降。而根據(jù)與非網(wǎng)數(shù)據(jù),2025年AI集群算力單機(jī)柜密度將有望到20-50kW,也遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了風(fēng)冷的上限。Transormer架構(gòu)(左圖Encoder,右圖Decoder)隨著功率密度降低,液冷成本顯著降低7.27.026.9876.86.66.46.266.336.025.85.65.4風(fēng)冷/10kW液冷/10kW液冷/20kW液冷/40kW81.1算力在大模型時(shí)代迎來(lái)爆發(fā),光模塊需求高增

AI高速互聯(lián)時(shí)代,高算力與高功耗相匹配:復(fù)盤英偉達(dá)數(shù)據(jù)中心芯片產(chǎn)品,其中明顯可以看到其芯片算力和芯片的功耗成明顯的正相關(guān)。AI高速互聯(lián)時(shí)代,高算力與高效傳輸架構(gòu)相匹配架構(gòu)型號(hào)英偉達(dá)Volta架構(gòu)V100英偉達(dá)Turing架構(gòu)T4英偉達(dá)Ampere架構(gòu)V100sPCIeA100A800PCIe規(guī)格PCIeSXM2PCIeSXMPCIeSXMNVIDIAAmpereNVIDIAAmpere芯片架構(gòu)NVIDIAVoltaNVIDIAVoltaNVIDIAVoltaNVIDIATuringNVIDIAAmpere

NVIDIAAmpereNVIDIAAmpere顯存顯存帶寬32GB或16GBHBM2

32GB或16GBHBM232GBHBM21134GB/s8.2TFLOPS16GBGDDR6320GB/S80GBHBM2e1935GB/s80GBHBM2e2039GB/s40GBHBM2

80GBHBM2e1555GB/s

1935GB/s80GBHBM2e2039GB/s900GB/s7TFLOPS900GB/sFP64算力7.8TFLOPS254.4GFLOPS9.7TFLOPS19.5TFLOPS19.5TFLOPS9.7TFLOPS19.5TFLOPS19.5TFLOPS9.7TFLOPS

9.7TFLOPS19.5TFLOPS

19.5TFLOPS19.5TFLOPS

19.5TFLOPS9.7TFLOPS19.5TFLOPS19.5TFLOPSFP64TensorCoreFP32算力14TFLOPS15.7TFLOPS125TFLOPS16.4TFLOPS8.1TFLOPS65TFLOPSFP32算力(Tensor)TensorFloat32(TF32)TF32(TensorCore)FP16算力(TensorCore)BFLOAT16(TensorCore)FP8(TensorCore)INT8算力

(TensorCore)CUDA核心數(shù)量156TFLOPS312TFLOPS312TFLOPS312TFLOPS-156TFLOPS312TFLOPS312TFLOPS312TFLOPS-156TFLOPS

156TFLOPS312TFLOPS

312TFLOPS312TFLOPS

312TFLOPS312TFLOPS

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液冷已經(jīng)從“選配”到“必配”,液冷拐點(diǎn)已經(jīng)到來(lái)

英偉達(dá)部分產(chǎn)品已經(jīng)超過(guò)風(fēng)冷極限:如下圖所示,GH200以及最新款B200、GB200的功耗已經(jīng)超過(guò)風(fēng)冷極限,H200和B100的功耗已經(jīng)接近風(fēng)冷極限;AI高速互聯(lián)時(shí)代,高算力與高效傳輸架構(gòu)相匹配架構(gòu)型號(hào)英偉達(dá)Hopper架構(gòu)H800Blackwell架構(gòu)B200H100PCIeH200SXMGH200B100GB200規(guī)格SXMNVLSXMNVIDIAHopperPCIe芯片架構(gòu)NVIDIAHopper

NVIDIAHopper

NVIDIAHopperNVIDIAHopperNVIDIAHopperNVIDIAHopper+ARMNVDIABlakwellNVDIABlakwellNVDIABlakwell顯存顯存帶寬80GBHBM33.35TB/s34TFLOPS67TFLOPS67TFLOPS80GBHBM2e2TB/s188GBHBM37.8TB/s80GBHBM380GB

HBM32TB/s141GBHBM3e4.8TB/s96GB|144GBHBM3e512GB/s(CPU)34TFLOPS192GB8TB/s192GB8TB/s384GB3.35TB/s1TFLOP16TB/sFP64算力26TFLOPS51TFLOPS51TFLOPS68TFLOPS134TFLOPS134TFLOPS0.8TFLOP0.8TFLOP51TFLOPS34TFLOPS67TFLOPS67TFLOPSFP64TensorCoreFP32算力1TFLOP67TFLOPS30TFLOPS40TFLOPS90TFLOPS67TFLOPS67TFLOPSFP32算力(Tensor)TensorFloat32

(TF32)67TFLOPSTF32(TensorCore)494.5TFLOPS378TFLOPS756.5TFLOPS756.5TFLOPS1513

TFLOPS1513TOPS16896989.5TFLOPS

494.5TFLOPS1979TFLOPS

989.5TFLOPS1979TFLOPS

989.5TFLOPS3958

TFLOPS

1979TFLOPS378TFLOPS756.5TFLOPS756.5TFLOPS1513TFLOPS1513TOPS494.5TFLOPS989.5TFLOPS989.5TFLOPS1,979TFLOPS1,979TOPS16896494TFLOPS990TFLOPS990TFLOPS1,979TFLOPS1,979TOPS0.9PFLOPS1.8PFLOPS1.8PFLOPS3.5PFLOPS3.5PFLOPS1.12PFLOPS2.25PFLOPS2.25PFLOPS4.5PFLOPS4.5PFLOPS2.5PFLOPS5PFLOPS5PFLOPS10PFLOPS10PFLOPSFP16算力(TensorCore)

989.5TFLOPSBFLOAT16(TensorCore)

989.5TFLOPSFP8(TensorCore)INT8算力(TensorCore)CUDA

核心數(shù)量1979TFLOPS1979TOPS3958TOPS1979

TOPS16896TensorCores核心數(shù)量功耗528528528700瓦300-350瓦8002x350-400W

高達(dá)700瓦300-350瓦700瓦1000瓦700W1000W2700W晶管數(shù)量(億)制成(nm)8004nm8004nm4nm4nmNVLink:600GB/sPCIeGen5:NVLink:400GB/sPCIe5.0:128GB/sNVIDIA

NVLink?:·900GB/S·PCleGen5:128GB/sNVLink:

NVLink:900GB/sPCIe

600GB/sPCIeGen5:128GB/s

Gen5:128GB/sNVLink:400GB/sPCIe5.0:128GB/s互聯(lián)速度900GB/sbidirectional

NVLink:1.8TB/sNVLink:1.8TB/sNVLink:2x1.8TB/S128GB/s101.3

液冷政策為液冷市場(chǎng)扎入“強(qiáng)心劑”

PUE值(電能利用效率)是衡量數(shù)據(jù)中心綠色程度的關(guān)鍵指標(biāo)。PUE(Power

Usage

Effectiveness),即電能利用效率。PUE是數(shù)據(jù)中心消耗的所有能源與IT負(fù)載消耗的能源的比值。PUE的值越高,數(shù)據(jù)中心的整體效率越低。當(dāng)該值超過(guò)1時(shí),表示數(shù)據(jù)中心需要額外電力開(kāi)銷以支持IT負(fù)載。PUE值越接近于1,說(shuō)明數(shù)據(jù)中心的電大部分被服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、存儲(chǔ)設(shè)備消耗,該數(shù)據(jù)中心的綠色化程度越高。在數(shù)據(jù)中心中,制冷系統(tǒng)能耗占數(shù)據(jù)中心總體能耗較高。根據(jù)中國(guó)通信學(xué)會(huì)通信電源委員會(huì)數(shù)據(jù),在典型的數(shù)據(jù)中心能耗構(gòu)成中,比重最大部分為IT設(shè)備,占比50%,其次為制冷系統(tǒng)設(shè)備,占比35%,最后為供配電系統(tǒng)設(shè)備以及其他消耗電能的數(shù)據(jù)化中心設(shè)施。在制冷系統(tǒng)中,主要包括空調(diào)設(shè)備、提供冷源設(shè)備以及新風(fēng)系統(tǒng),具體能耗構(gòu)成如下表所示。

與傳統(tǒng)風(fēng)冷相比,液冷技術(shù)PUE值普遍更低。根據(jù)CSDN數(shù)據(jù),傳統(tǒng)風(fēng)冷的PUE值大概為1.3,而采用液冷技術(shù),PUE值會(huì)顯著降低。其中,采用傳統(tǒng)冷板技術(shù)的PUE值大概為1.2,浸沒(méi)液冷的PUE值在1.05-1.07之間。典型數(shù)據(jù)中心能耗數(shù)據(jù)中心能耗構(gòu)成不同冷卻技術(shù)的PUE值對(duì)比IT設(shè)備制冷系統(tǒng)供配電系統(tǒng)其它子系統(tǒng)冷卻技術(shù)傳統(tǒng)風(fēng)冷PUE值IT支撐類提供冷源設(shè)備服務(wù)器類

存儲(chǔ)類網(wǎng)絡(luò)類空調(diào)設(shè)備新風(fēng)系統(tǒng)送風(fēng)風(fēng)扇5%10%機(jī)房專用空調(diào)風(fēng)冷室外機(jī)替代能源系統(tǒng)(光伏、風(fēng)能等)機(jī)架式磁帶庫(kù)交換機(jī)KVM辦公區(qū)域電燈照明1.31.2虛擬帶庫(kù)監(jiān)控

行間精密管理刀片式塔式路由器防火墻冷水機(jī)組冷卻塔回風(fēng)風(fēng)扇風(fēng)閥配電柜人事部門負(fù)載戶外燈空調(diào)濕度調(diào)節(jié)空調(diào)機(jī)房專用空調(diào)50%自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)(ATS)不間斷電源(UPS)35%VPN負(fù)載均衡“白空間”的電燈照明傳統(tǒng)冷板水泵水處理靜態(tài)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)(STS)

機(jī)電室的電燈照明液冷災(zāi)難恢復(fù)電力系統(tǒng)發(fā)電機(jī)其他控制設(shè)備浸沒(méi)液冷1.05-1.07IT設(shè)備

制冷系統(tǒng)

供配電系統(tǒng)

照明及其他電源分配單元(PDU)111.3

液冷政策為液冷市場(chǎng)扎入“強(qiáng)心劑”

國(guó)家政策對(duì)PUE值要求趨緊,呈逐年下降趨勢(shì)。根據(jù)國(guó)務(wù)院相關(guān)部門文件,對(duì)于新建大型及以上數(shù)據(jù)中心,在總算力要求提高的同時(shí),還要求其PUE值在2021年底降至1.35以下;到2023年底,降低到1.3以下,嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)力爭(zhēng)降低到1.25以下;到2025年底,在此基礎(chǔ)上綠色低碳等級(jí)達(dá)到4A級(jí)以上。

制冷系統(tǒng)政策導(dǎo)向明顯,利好液冷技術(shù)。2023年,在財(cái)政部等三部門聯(lián)合發(fā)布文件《綠色數(shù)據(jù)中心政府采購(gòu)需求標(biāo)準(zhǔn)(試行)》中,明確提出,鼓勵(lì)數(shù)據(jù)中心相關(guān)設(shè)備和服務(wù)優(yōu)先選用新能源、液冷、分布式供電、模塊化機(jī)房等高效方案。國(guó)務(wù)院相關(guān)部門關(guān)于各數(shù)據(jù)中心PUE值政策要求政策文件名稱發(fā)布時(shí)間2019年1月2021年5月發(fā)布部門內(nèi)容摘要到2022年,數(shù)據(jù)中心平均能耗基本達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平,新建大型、超大型數(shù)據(jù)中心的電能使用效率值達(dá)到1.4以下,高能耗老舊設(shè)備基本淘汰?!蛾P(guān)于加強(qiáng)綠色數(shù)據(jù)中心建設(shè)的指導(dǎo)意見(jiàn)》《全國(guó)一體化大數(shù)據(jù)中心協(xié)同創(chuàng)新體系算力樞紐實(shí)施方案》工業(yè)和信息化部等三部門國(guó)家發(fā)展改革委等四部門

支持開(kāi)展“東數(shù)西算”示范工程。建立健全數(shù)據(jù)中心能耗監(jiān)測(cè)機(jī)制和技術(shù)體系。到2021年底,全國(guó)數(shù)據(jù)中心平均利用率力爭(zhēng)提升到55%以上,總算力超過(guò)120

EFLOPS,新建大型及以上數(shù)據(jù)中心PUE降低到1.35以下。《新型數(shù)據(jù)中心發(fā)展三年行動(dòng)計(jì)劃(2021-2023年)》2021年7月工業(yè)和信息化部到2023年底,全國(guó)數(shù)據(jù)中心機(jī)架規(guī)模年均增速保持在20%左右,平均利用率力爭(zhēng)提升到60%以上,總算力超過(guò)200

EFLOPS,高性能算力占比達(dá)到10%。國(guó)家樞紐節(jié)點(diǎn)算力規(guī)模占比超過(guò)70%。新建大型及以上數(shù)據(jù)中心PUE降低到1.3以下,嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)力爭(zhēng)降低到1.25以下。到2025年,數(shù)據(jù)中心和5G基本形成綠色集約的一體化運(yùn)行格局。數(shù)據(jù)中心運(yùn)行電能利用效率和可再生能源利用率明顯提升,全國(guó)新建大型、超大型數(shù)據(jù)中心平均電能利用效率降到1.3以下,國(guó)家樞紐節(jié)點(diǎn)進(jìn)一步降到1.25

以下,綠色低碳等級(jí)達(dá)到4A級(jí)以上。全國(guó)數(shù)據(jù)中心整體利用率明顯提升,西部數(shù)據(jù)中心利用率由30%提高到50%以上?!敦瀼芈鋵?shí)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)要求推動(dòng)數(shù)據(jù)中心和5G等新型基礎(chǔ)設(shè)施綠色高質(zhì)量發(fā)展實(shí)施方案》2021年11月

國(guó)家發(fā)展改革委等四部門《工業(yè)能效提升行動(dòng)計(jì)劃》工業(yè)和信息化部等六部門

到2025年,新建大型、超大型數(shù)據(jù)中心電能利用效率優(yōu)于

1.3。2022年6月2022年8月推動(dòng)綠色集約化布局。加強(qiáng)數(shù)據(jù)中心統(tǒng)籌布局,推進(jìn)“東數(shù)西算”工程,梯次布局全國(guó)一體化算力網(wǎng)絡(luò)國(guó)家樞紐節(jié)點(diǎn)、省內(nèi)數(shù)據(jù)中心、邊緣數(shù)據(jù)中心。加快國(guó)家綠色數(shù)據(jù)中心建設(shè),引導(dǎo)企業(yè)建設(shè)綠色集約型數(shù)據(jù)中心,加快“老舊小散”存量數(shù)據(jù)中心資源整合和節(jié)能改造?!缎畔⑼ㄐ判袠I(yè)綠色低碳發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃(2022-2025年)》《綠色數(shù)據(jù)中心政府采購(gòu)需求標(biāo)準(zhǔn)(試行)》工業(yè)和信息化部等七部門財(cái)政部等三部門到

2025

年,全國(guó)新建大型、超大型數(shù)據(jù)中心電能利用效率降到

1.3

以下。2023年3月數(shù)據(jù)中心相關(guān)設(shè)備和服務(wù)應(yīng)當(dāng)優(yōu)先選用新能源、液冷、分布式供電、模塊化機(jī)房等高效方案。121.3

液冷政策為液冷市場(chǎng)扎入“強(qiáng)心劑”各省市對(duì)數(shù)據(jù)中心PUE值要求匯總

各省、一級(jí)PUE標(biāo)準(zhǔn)向國(guó)家政策標(biāo)準(zhǔn)靠攏。在國(guó)務(wù)院政策標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上,將數(shù)據(jù)中心細(xì)化為大型及超大型數(shù)據(jù)中心及中小型數(shù)據(jù)中心;存量改造智算中心及新建智算中心,進(jìn)行差異化政策制定。對(duì)大型、超大型數(shù)據(jù)中心以及新建數(shù)據(jù)中心要求更嚴(yán)格。年平均氣溫℃城市北京數(shù)據(jù)中心PUE要求年能源消費(fèi)量小于1萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤的項(xiàng)目PUE值不應(yīng)高于1.3;年能源消費(fèi)量大于等于1萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤且小于2萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤的項(xiàng)目,PUE值不應(yīng)高于1.25;年能源消費(fèi)量大于等于2萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤且小于3萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤的項(xiàng)目,PUE值不應(yīng)高于1.2;年能源消費(fèi)量大于等于3萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤的項(xiàng)目,PUE值不應(yīng)高于1.15;1.4<PUE≤1.8,每度電加價(jià)¥0.2;PUE>1.8,每度電加價(jià)¥0.512.3到2025年,新建智算中心PUE值達(dá)到1.25以下;存量改造智算中心PUE值達(dá)到1.4以下;智算中心內(nèi)綠色能源使用占比超過(guò)20%,液冷機(jī)柜數(shù)量占比超過(guò)50%上海廣東浙江江蘇山東青島重慶16.622.616.515.514.712.718.4新增或擴(kuò)建數(shù)據(jù)中心PUE不高于1.3,優(yōu)先支持PUE低于1.25的數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目,起步區(qū)內(nèi)PUE要求低于1.25到2025年,大型及以上數(shù)據(jù)中心電能利用效率不超過(guò)1.3,集群內(nèi)數(shù)據(jù)中心電能利用效率不得超過(guò)1.25

液冷機(jī)柜數(shù)量開(kāi)始列入政策硬性要求。2024年3月,上海市通信管理局等11個(gè)部門聯(lián)合印發(fā)《上海市智能算力基礎(chǔ)設(shè)施高質(zhì)量發(fā)展

“算力浦江”智算行動(dòng)實(shí)施方案(2024-2025年)》正式發(fā)布。該方案表示:至2025年,新建智算中心PUE值達(dá)到1.25以下;存量改造智算中心PUE值達(dá)到1.4以下;智算中心內(nèi)綠色能源使用占比超過(guò)20%,液冷機(jī)柜數(shù)量占比超過(guò)50%。到2023年底,全省數(shù)據(jù)中心機(jī)架規(guī)模年均增速保持在20%左右,平均利用率提升到65%,全省新型數(shù)據(jù)中心比例不低于30%,高性能算力占比達(dá)10%,新建大型及以上數(shù)據(jù)中心電能利用效率(PUE)降低到1.3以下,起步區(qū)內(nèi)電能利用效率不得超過(guò)1.25自2020年起,新建數(shù)據(jù)中心PUE值原則上不高于1.3,到2022年年底,存量改造數(shù)據(jù)中心PUE值不高于1.4。到2025年,實(shí)現(xiàn)大型數(shù)據(jù)中心運(yùn)行電能利用效率降到1.3以下。新建1.3,至2022年存量改造1.4到2025年,電能利用效率(PUE)不高于1.3。集群起步區(qū)內(nèi)PUE不高于1.25。到2023年底,大型及超大型數(shù)據(jù)中心的PUE降到1.3以下,中小型數(shù)據(jù)中心的PUE降到1.4

以下;到2025年底,大型及超大型數(shù)據(jù)中心的PUE力爭(zhēng)降到1.25以下,中小型數(shù)據(jù)中心的PUE力爭(zhēng)降到1.35下甘肅

0~14℃到2025年,電能利用效率(PUE)不高于1.3。集群起步區(qū)內(nèi)PUE不高于1.25。各市(州)要充分發(fā)揮已建在建數(shù)據(jù)中心作用,除天府?dāng)?shù)據(jù)中心集群外,區(qū)域內(nèi)平均上架率未達(dá)到60%、平均PUE值未達(dá)到1.3及以下的,原則上不得新建數(shù)據(jù)中心。四川15.34.3內(nèi)蒙古到2025年,全區(qū)大型數(shù)據(jù)中心平均PUE值降至1.3以下,寒冷及極賽地區(qū)力爭(zhēng)降到1.25以下,起步區(qū)做到1.2以下到2025年,建成國(guó)家(中衛(wèi))數(shù)據(jù)中心集群,集群內(nèi)數(shù)據(jù)中心的平均PUE≤1.15.WUE≤0.8,分級(jí)分類升級(jí)改造國(guó)家(中衛(wèi))數(shù)據(jù)中心集群外的城市數(shù)據(jù)中心,通過(guò)改造或關(guān)停,到2025年,力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)PUE降至1.2及以下。寧夏貴州9.5引導(dǎo)大型和超大型數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)PUE值不高于1.3;改造既有大型、超大型數(shù)據(jù)中心,使其數(shù)據(jù)中心PUE值不高于1.4。實(shí)施數(shù)據(jù)中心減量替代,根據(jù)PUE值嚴(yán)控?cái)?shù)據(jù)中心的能源消費(fèi)新增量,PUE低1.3的教據(jù)中心可享受新增能源消費(fèi)量支持15.5131.4深度綁定英偉達(dá),維諦技術(shù)(

Ver

tiv)邁向成長(zhǎng)

維諦技術(shù)數(shù)字建設(shè)基礎(chǔ)設(shè)施的提供商:提供硬件、軟件、分析和延展服務(wù)技術(shù)的整體解決方案,幫助現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心、通信網(wǎng)絡(luò)、商業(yè)和工業(yè)設(shè)施用戶所面臨的艱巨挑戰(zhàn),提供全面覆蓋云到網(wǎng)絡(luò)邊緣的電力、制冷和IT基礎(chǔ)設(shè)施解決方案和技術(shù)服務(wù)組合,其前身為艾默生,該公司專注于提供關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施技術(shù)及服務(wù),包括電源、熱管理和IT基礎(chǔ)設(shè)施解決方案。

公司數(shù)據(jù)中心產(chǎn)品與服務(wù)是公司的核心競(jìng)爭(zhēng)力,最主要包括電力、熱管理等一體化的解決方案:

關(guān)鍵電源管理:可提供直流電源、交流不間斷電源、配電、變頻器、電源監(jiān)控等一系列解決方案;

熱管理:即風(fēng)冷、液冷整體解決方案等;

IT管理:即一體化解決方案、后續(xù)市場(chǎng)的監(jiān)控、管理、服務(wù)等等。維諦技術(shù)冷板液冷解決方案示意圖維諦技術(shù)產(chǎn)品分類示意圖基礎(chǔ)設(shè)施和解決方案一體化機(jī)架解決方案一體化解決方案服務(wù)和備件關(guān)鍵電源管理熱管理監(jiān)控和管理服務(wù)數(shù)字化基礎(chǔ)設(shè)施解決方案交流不間斷電源(UPS)

房間級(jí)精密空調(diào)機(jī)架&模塊化機(jī)房原廠服務(wù)直流電源系統(tǒng)配電列間級(jí)精密空調(diào)預(yù)制式戶外空調(diào)綜合布線戶外電源串口管理器IPKVM切換器桌面KVM和鍵鼠切換器監(jiān)控工程服務(wù)創(chuàng)新服務(wù)備件管理工業(yè)交流和直流系統(tǒng)高熱密度解決方案電源監(jiān)控和控制變頻器IT管理風(fēng)能AI智能運(yùn)維和軟件141.4深度綁定英偉達(dá),維諦技術(shù)(

Ver

tiv)邁向成長(zhǎng)

維諦技術(shù)收購(gòu)CoolTera,強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合加大強(qiáng)液冷布局:2023年12月11日,根據(jù)今日熱點(diǎn)網(wǎng)消息,維諦技術(shù)子公司將收購(gòu)購(gòu)數(shù)據(jù)中心液冷技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施提供商CoolTera全部股份和相關(guān)資產(chǎn)。CoolTera成立于2016年,是一家總部位于英國(guó)的數(shù)據(jù)中心液冷基礎(chǔ)設(shè)施解決方案廠家,具備冷量分配單元、二次側(cè)管路和Manifold的專業(yè)原廠研發(fā)設(shè)計(jì)制造能力。此前,Vertiv與CoolTera在液冷技術(shù)領(lǐng)域已密切合作三年,共同部署了全球多個(gè)數(shù)據(jù)中心和超算系統(tǒng)。我們判斷,本次收購(gòu)進(jìn)一步增強(qiáng)了Vertiv的熱管理能力和行業(yè)影響力。

Vertiv參與了英偉達(dá)COOLERCHIPS

計(jì)劃,并被指定為唯一的制冷系統(tǒng)合作伙伴:我們判斷AIGC與液冷趨勢(shì)有望穩(wěn)定其龍頭地位。

此前Vertiv已經(jīng)與英偉達(dá)專家團(tuán)隊(duì)進(jìn)行高密度數(shù)據(jù)中心制冷方案進(jìn)行測(cè)試,根據(jù)極目新聞消息,實(shí)測(cè)結(jié)果顯示IT負(fù)載從100%風(fēng)冷轉(zhuǎn)型為75%液冷的方案時(shí),服務(wù)器風(fēng)扇用電量降低最多達(dá)到80%,使總體使用效率(TotalUsageEffectiveness,

TUE)提高15%以上;

根據(jù)搜狐網(wǎng)消息,今年3月,英偉達(dá)NVIDIA

與維諦Vertiv

共同提出的機(jī)架式混合冷卻系統(tǒng)方案,是業(yè)界首次將兩種液冷技術(shù):冷板液冷和浸沒(méi)液冷耦合到同一系統(tǒng)中的解決方案這項(xiàng)創(chuàng)新系統(tǒng)預(yù)計(jì)可冷卻運(yùn)行環(huán)境高達(dá)

40℃的機(jī)架式數(shù)據(jù)中心,單機(jī)柜IT功率可達(dá)200kW,是目前常規(guī)服務(wù)器單機(jī)柜功率的

25倍。與傳統(tǒng)風(fēng)冷相比,兩種液冷混合冷卻模式的成本更低,運(yùn)作效率可提高

20%。英偉達(dá)混合液冷解決方案示意圖維諦技術(shù)與英偉達(dá)合作圖示151.4深度綁定英偉達(dá),維諦技術(shù)(

Ver

tiv)邁向成長(zhǎng)

基礎(chǔ)設(shè)備及解決方案是公司核心產(chǎn)品:復(fù)盤公司2020年至2023年各產(chǎn)品收入增速,其中基礎(chǔ)設(shè)施產(chǎn)品收入占比最大且增速較快,2020年公司基礎(chǔ)設(shè)施產(chǎn)品收入為160.36億元,占比為56.23%,2023年收入為315.12億元,占比為64.83%,增速為30.19%,超過(guò)公司收入增速。

美洲為公司銷售產(chǎn)品的核心地區(qū):復(fù)盤公司2020年至2023年地域收入,美洲(拉丁美洲)為公司核心銷售區(qū)域,2020年美國(guó)和加拿大公司公司收入為121.24億元,占比42.51%,2023年美洲地區(qū)相關(guān)收入為275.15億元。

踏浪AIGC,公司股價(jià)迎來(lái)增長(zhǎng):公司2023年3月31日股價(jià)為11.75美元,公司2024年7月24日公司股價(jià)為91美元,我們判斷其背后的原因?yàn)橛捎贏IGC爆發(fā),公司相關(guān)液冷數(shù)據(jù)中心產(chǎn)品業(yè)績(jī)迎來(lái)高增。維諦技術(shù)產(chǎn)品收入(億元)及同比增速維諦技術(shù)業(yè)務(wù)占比示意圖維諦技術(shù)股價(jià)漲跌幅60011510595857565554535253000250020001500100050050040030020010002020202120222023歐洲,中東,非洲地區(qū)

美國(guó)/加拿大亞洲歐洲0中東及非洲亞太區(qū)拉丁美洲美洲成交金額VERTIV1602

深度拆解液冷的核心價(jià)值鏈172.1液冷的概念及分類及比較

液冷:一種確保計(jì)算機(jī)在安全的溫度下運(yùn)行的冷卻方法。液冷技術(shù)通過(guò)利用流動(dòng)液體的高比熱容來(lái)吸收并遷移計(jì)算機(jī)內(nèi)部元件產(chǎn)生的熱量到外部,這種方法的優(yōu)點(diǎn)在于利用液體傳熱,相較于空氣,液體的高比熱容能更高效地傳遞熱量,從而降低能量消耗。

液冷技術(shù)根據(jù)接觸方式不同,分為直接液冷技術(shù)和間接液冷技術(shù)。間接液冷技術(shù)中,冷卻液體與發(fā)熱器件不直接接觸,主要包括冷板式。直接液冷技術(shù)中,冷卻液體與發(fā)熱器件直接接觸,主要包括浸沒(méi)式和噴淋式液冷,其中浸沒(méi)式根據(jù)冷卻介質(zhì)是否發(fā)生相變又可分為單相浸沒(méi)式和相變浸沒(méi)式。

與傳統(tǒng)風(fēng)冷技術(shù)相比,液冷技術(shù)節(jié)能效果顯著提高。根據(jù)《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(shì)》數(shù)據(jù)顯示,風(fēng)冷散熱下數(shù)

據(jù)中心的

PUE

值通常在

1.5

左右;根據(jù)開(kāi)放數(shù)據(jù)中心委員會(huì)ODCC數(shù)據(jù),冷板式液冷PUE值為1.1-1.2,相變浸沒(méi)式液冷PUE值小于1.05,單相浸沒(méi)式液冷PUE值小于1.09,噴淋式液冷PUE值小于1.1。液冷技術(shù)分類液冷通用技術(shù)原理液冷方案各指標(biāo)比較及總體分析單項(xiàng)冷板式兩相冷板式浸沒(méi)式相變浸沒(méi)式

單相浸沒(méi)式液冷方案投資成本冷板式噴淋式冷板式結(jié)構(gòu)改造及液體消耗成本大,液冷系統(tǒng)初始投資成本低間接冷卻初始投資中等,

初始投資及運(yùn)

初始投資及運(yùn)維成本高運(yùn)維成本低維成本高PUE1.1-1.2<1.05<1.09<1.1可維護(hù)性較簡(jiǎn)單復(fù)雜復(fù)雜液冷方式阿里巴巴、H3C、綠色云圖、云酷職能、曙光數(shù)創(chuàng)、浪潮、曙光、聯(lián)想、超聚變等主流供應(yīng)商單相浸沒(méi)式相變浸沒(méi)式供應(yīng)商僅曙光僅廣東合一浸沒(méi)式噴淋式數(shù)據(jù)中心場(chǎng)景無(wú)批量使用應(yīng)用案例多超算領(lǐng)域較多較多初始投資中等,

初始投資最高,運(yùn)維成本低,

PUE收益最高,PUE

收益中等,

需使用專用機(jī)部署方式與風(fēng)冷

柜,服務(wù)器結(jié)相同,從傳統(tǒng)模

構(gòu)需改造為刀初始投資較高,運(yùn)維成本高,液體消耗成本高,PUE收益中等,部署方式同浸沒(méi)式,服務(wù)器結(jié)構(gòu)需改造初始投資較高,PUE

收益較高,部分部件不兼容,服務(wù)器結(jié)構(gòu)需改造直接冷卻分析式過(guò)渡較平滑片式182.1液冷的概念及分類及比較

冷板式液冷技術(shù):通過(guò)設(shè)置在設(shè)備內(nèi)部的液冷板間接傳遞發(fā)熱器件的熱量至循環(huán)管路中的冷卻液體,利用冷卻液體將熱量有效帶走,實(shí)現(xiàn)散熱,為設(shè)備提供一種高效的散熱方式。

液冷系統(tǒng)的架構(gòu)分為室外側(cè)和室內(nèi)側(cè)兩部分。室外側(cè)包括冷卻塔(一次側(cè)冷源的核心部件)、一次側(cè)管網(wǎng)和一次側(cè)冷卻液;室內(nèi)側(cè)包括CDU(核心組件之一)、液冷機(jī)柜、ICT設(shè)備、二次側(cè)管網(wǎng)和二次冷卻液。其中,CDU確保冷卻液的有效循環(huán)和熱量的有效轉(zhuǎn)移,分為分布式CDU和集中式CDU。集中式

CDU適用于規(guī)模部署液冷服務(wù)器機(jī)柜的場(chǎng)景。

冷板式液冷目前應(yīng)用最廣泛,具有諸多優(yōu)勢(shì)。存量的數(shù)據(jù)中心機(jī)房由風(fēng)冷向液冷改造時(shí),冷板式液冷的改造成本相對(duì)更低。同時(shí),其PUE值更低(1.2)、可實(shí)現(xiàn)在線維護(hù)方案。集中式CDU與分布式CDU對(duì)比冷板式液冷及其系統(tǒng)原理圖集中式CDU分布式CDU機(jī)柜形態(tài),與一個(gè)服務(wù)器機(jī)柜尺寸

設(shè)備形態(tài),寬、深與服務(wù)器尺寸基本相基本相同

本相同,高度4U左右形態(tài)部署方式與服務(wù)器機(jī)柜并排部署,可同時(shí)為

部署在服務(wù)器機(jī)柜底部,只能為所在服多個(gè)務(wù)器機(jī)柜提供制冷能力

個(gè)服務(wù)器機(jī)柜提供制冷能力服務(wù)器機(jī)房需要進(jìn)行二次側(cè)管路部報(bào)務(wù)器機(jī)房免二次側(cè)管路部署,部署復(fù)雜部署復(fù)雜性服務(wù)器機(jī)房免二次側(cè)管路部署,部署簡(jiǎn)單每個(gè)機(jī)柜1臺(tái)CDU,無(wú)法實(shí)現(xiàn)CDU間冗余能力,可靠性低(理論上可以通過(guò)兩個(gè)機(jī)柜間CDU1+1備份提高可靠性)通過(guò)多個(gè)CDU集群方式提供N+M冗余能力,可靠性高可靠性冷量分配單元CDU分類示意圖CDU需占用機(jī)柜安裝空間,液冷機(jī)

CDU不占用機(jī)柜安裝空間,液冷機(jī)柜規(guī)柜規(guī)模較小時(shí),空間利用率較分布

模較小時(shí),空間利用率較高;規(guī)模部署空間利用率

式CDU低;規(guī)模部署液冷機(jī)柜時(shí),

液冷機(jī)柜時(shí),空間利用率較集中式CDU空間利用率高

低小規(guī)模時(shí)成本較分布式CDU高,大

小規(guī)模時(shí)成本低,大規(guī)模時(shí)較集中式規(guī)模時(shí)成本高

CDU高成本適用場(chǎng)景大型數(shù)據(jù)中心,液冷大規(guī)模部署中小型數(shù)據(jù)中心,液冷小規(guī)模部署192.1液冷的概念及分類及比較

浸沒(méi)式液冷技術(shù):一種通過(guò)將發(fā)熱器件完全浸沒(méi)于冷卻液中,實(shí)現(xiàn)部件與冷卻液之間直接接觸且發(fā)生熱交換的冷卻方法。浸沒(méi)式液冷系統(tǒng)室外側(cè)包含冷卻塔、一次側(cè)管網(wǎng)、一次側(cè)冷卻液;

室內(nèi)側(cè)包含

CDU、浸沒(méi)腔體、IT

設(shè)備、二次側(cè)管網(wǎng)和二次側(cè)冷卻液。

單相浸沒(méi)式液冷:在熱量傳遞過(guò)程中,傳熱介質(zhì)二次側(cè)冷卻液只會(huì)經(jīng)歷溫度的改變,沒(méi)有發(fā)生任何相態(tài)的變化,即熱量的傳遞完全依賴于物質(zhì)的感熱變化。制冷過(guò)程:CDU的循環(huán)泵推動(dòng)二次側(cè)的冷冷卻液自浸沒(méi)腔體的底部進(jìn)入,在流過(guò)豎直放置于浸沒(méi)腔中的IT設(shè)備時(shí),移走設(shè)備熱量。隨后,吸收了熱量并升溫的二次側(cè)冷卻液從浸沒(méi)腔體的頂部離開(kāi),流向CDU。在CDU中,通過(guò)板式熱交換器,冷卻液將其所攜帶的熱量轉(zhuǎn)移給一次側(cè)的冷卻液。然后,已經(jīng)升溫的一次側(cè)冷卻液經(jīng)過(guò)冷卻塔,將熱量釋放至大氣中,完成整個(gè)冷卻過(guò)程。

相變浸沒(méi)式液冷:二次側(cè)冷卻液在熱量傳遞過(guò)程中發(fā)生相態(tài)轉(zhuǎn)變,依靠物質(zhì)的潛熱變化傳遞熱量。傳熱路徑與前者基本相同,區(qū)別在于,二次側(cè)冷卻液只在浸沒(méi)腔體內(nèi)循環(huán),且浸沒(méi)腔體內(nèi)部形成了液態(tài)和氣態(tài)兩個(gè)區(qū)域:頂部為氣態(tài)區(qū),底部為液態(tài)區(qū)。IT設(shè)備被完全沉浸在具有低沸點(diǎn)的液態(tài)冷卻液中,當(dāng)冷卻液吸收了設(shè)備產(chǎn)生的熱量后沸騰并轉(zhuǎn)化為高溫氣態(tài)。這些氣態(tài)冷卻液的密度較低,會(huì)逐漸上升到浸沒(méi)腔體的頂部,在那里與頂部的冷凝器進(jìn)行熱交換并冷凝成低溫的液態(tài)。這些冷卻液在重力的作用下重新回到腔體底部,從而完成IT設(shè)備的散熱過(guò)程。單相浸沒(méi)式液冷技術(shù)原理示意圖浸沒(méi)式液冷冷卻液部分性能對(duì)比對(duì)比項(xiàng)成本碳?xì)浼坝袡C(jī)硅類冷卻液碳?xì)漕惱鋮s液碳氟化合物全氟三丁胺,XP68電子冷卻氟化液天然礦物油合成油有機(jī)硅油全氟碳化合物3MFC40氫氟烴氫氟醚低較高高高可靠性及壽命低,3-5年高,超過(guò)10年相變浸沒(méi)式液冷技術(shù)原理示意圖導(dǎo)熱率惰性高低低高粘性高,不便于維護(hù),需要清洗劑維護(hù)性粘性低,易揮發(fā),便于維護(hù)對(duì)高速信號(hào)傳輸有一定影響介電常數(shù)低低低低1.91.9資料:

《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(shì)》,通訊《液冷技術(shù)白皮書(shū)》,華西證券研究所202.1液冷的概念及分類及比較

噴淋式液冷:一種將冷卻液直接噴灑到芯片級(jí)器件或其連接的導(dǎo)熱元件上的直接接觸式冷卻方式,通過(guò)重力或系統(tǒng)壓力實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)冷卻。這種系統(tǒng)主要包括冷卻塔、冷卻配送單元(CDU)、一次側(cè)和二次側(cè)的冷卻管路、冷卻介質(zhì),以及配備有管路系統(tǒng)、布液系統(tǒng)、噴淋模塊和回液系統(tǒng)的噴淋式液冷機(jī)柜。目前,噴淋式液冷應(yīng)用較少。

制冷過(guò)程:在噴淋式液冷系統(tǒng)中,經(jīng)CDU冷卻的冷卻液被泵送至噴淋機(jī)柜,直接通過(guò)分液器進(jìn)入與服務(wù)器對(duì)應(yīng)的布液裝置進(jìn)行噴淋,或先輸送至進(jìn)液箱以獲得驅(qū)動(dòng)噴淋的重力勢(shì)能。冷卻液在經(jīng)過(guò)IT設(shè)備的發(fā)熱部件或其連接的導(dǎo)熱材料時(shí)進(jìn)行噴淋制冷,加熱后的冷卻液再通過(guò)回液箱收集并被泵送回CDU,進(jìn)行下一輪的冷卻循環(huán)。

噴淋式液冷與浸沒(méi)式液冷各有優(yōu)劣。噴淋式液冷實(shí)現(xiàn)了

100%液冷,其結(jié)構(gòu)顛覆性優(yōu)于浸沒(méi)式液冷;但節(jié)能效果差于浸沒(méi)式液冷,且存在與浸沒(méi)式液冷相同的局限性問(wèn)題,如器件選型的局限性、維護(hù)局限性以及機(jī)房環(huán)境的特殊性。噴淋式液冷原理圖不同液冷方式的優(yōu)劣對(duì)比優(yōu)勢(shì)劣勢(shì)產(chǎn)品架構(gòu)兼容性:可兼容現(xiàn)有硬件架構(gòu)冷板式液冷未能實(shí)現(xiàn)

100%

液體冷卻,因此存在機(jī)柜功耗低、液冷占比低時(shí),節(jié)能收益不顯著問(wèn)題維護(hù)性:易開(kāi)展維護(hù)性設(shè)計(jì),可實(shí)現(xiàn)在線維護(hù)方案機(jī)房適應(yīng)性:靈活適用于舊機(jī)房改造和新建機(jī)房節(jié)能:數(shù)據(jù)中心的PUE

值可降至1.2

以下可靠性:液體與設(shè)備不直接接觸,可靠性更高噪聲:風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速大幅降低,噪聲值可至70dB

左右冷板式液冷液冷板設(shè)計(jì)需要考慮現(xiàn)有設(shè)備的器件布局,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的難度較大,標(biāo)準(zhǔn)化推進(jìn)難度大節(jié)能:低溫液體直接與發(fā)熱芯片接觸散熱,傳熱路徑更短;傳熱方式為液液換熱和蒸發(fā)汽化換熱,傳熱效率更高緊湊:支持高密機(jī)柜,單柜散熱量高達(dá)

160kW;機(jī)柜間無(wú)需隔開(kāi)距離,機(jī)房不需要空調(diào)、無(wú)需安裝冷熱通道封閉設(shè)施;浸沒(méi)式

高可靠:設(shè)備完全浸沒(méi)在液體中,排除了溫度、風(fēng)機(jī)振動(dòng)、灰塵維護(hù)局限性:浸沒(méi)式液冷設(shè)備維護(hù)時(shí)需要打開(kāi)

Tank

上蓋,并配備可移動(dòng)機(jī)械吊臂或?qū)I(yè)維護(hù)車實(shí)現(xiàn)設(shè)備的豎直插拔,維護(hù)復(fù)雜度高,耗時(shí)長(zhǎng);且開(kāi)蓋維護(hù)過(guò)程有一定的冷卻液揮發(fā)問(wèn)題,增加運(yùn)行成本液冷等帶來(lái)的可靠性問(wèn)題低噪聲:100%

液體冷卻,無(wú)需配置風(fēng)扇,實(shí)現(xiàn)極致“靜音”機(jī)

機(jī)房環(huán)境特殊性:因浸沒(méi)式液冷系統(tǒng)Tank

內(nèi)充滿冷卻液,整柜重量大幅增加,結(jié)構(gòu)顛覆性:區(qū)別于傳統(tǒng)意義上的立式機(jī)架結(jié)構(gòu),浸沒(méi)液冷所用

對(duì)機(jī)房有特殊承重要求,普遍要求浸沒(méi)式房的浸沒(méi)腔體為臥式Tank液冷機(jī)房地板承重應(yīng)大于1500kg/m2節(jié)能效果差于浸沒(méi)式液冷,且存在與浸沒(méi)式液冷相同的局限性問(wèn)題噴淋式液冷實(shí)現(xiàn)了100%

液冷,其結(jié)構(gòu)顛覆性優(yōu)于浸沒(méi)式液冷212.2液冷市場(chǎng)空間測(cè)算:

千億市場(chǎng)蓄勢(shì)待發(fā)

市場(chǎng)拆分:

根據(jù)我們的判斷,液冷或風(fēng)冷的市場(chǎng)規(guī)模根據(jù)IDC的建設(shè)情況來(lái)判斷,而整個(gè)IDC市場(chǎng)基本可以分為云計(jì)算、超算、智算市場(chǎng),而根據(jù)云計(jì)算、超算、智算市場(chǎng)下游又可以分成CPU服務(wù)器及通用服務(wù)器和AI服務(wù)器,其中智算中心的AI服務(wù)器為液冷的直接增量因素。

滲透率:根據(jù)財(cái)聯(lián)社與浪潮信息數(shù)據(jù),我國(guó)的液冷發(fā)展是逐步迭代的過(guò)程,2023年滲透率在5%左右,到2025年則有望超20%。

價(jià)格/KW:根據(jù)知乎的數(shù)據(jù),以單kw計(jì)價(jià),風(fēng)冷在6000元左右,冷板在10000元,浸沒(méi)式液冷在12000元。

AI服務(wù)器的液冷測(cè)算:根據(jù)中商研究院數(shù)據(jù),2023年AI服務(wù)器出貨量為35.4萬(wàn)臺(tái),我們假設(shè)2024年AI服務(wù)器增速為120%,2025年行業(yè)增速增速為80%,其中2023年、2024年、2025年服務(wù)器型號(hào)分別為DGX

A100、DGX

H100、DGXB200(不考慮美國(guó)禁令因素),根據(jù)英偉達(dá)數(shù)據(jù),其單個(gè)服務(wù)器功耗分別為6.5

KW、10.2KW、14.3KW,我們假設(shè)平均功耗為巔峰功率的80%,2023年液冷滲透率為10%,2024年液冷滲透率為30%,2025年液冷滲透率由于芯片工藝原因滲透率為100%。2023-2025冷板式液冷占比分別為95%、90%、80%其余全為浸沒(méi)式液冷。AI服務(wù)器增量液冷的市場(chǎng)規(guī)模202335.4202477.88120%30%2025140.18480%AI服務(wù)器數(shù)量(萬(wàn))同比增速液冷滲透率10%3.546.5100%AI服務(wù)器液冷數(shù)量(萬(wàn))服務(wù)器巔峰功耗(KW)平均功耗比例23.3610.280%140.1814.380%80%服務(wù)器平均功耗冷板式液冷占比單體價(jià)單價(jià)(萬(wàn))冷板式液冷規(guī)模(億)浸沒(méi)式液冷占比浸沒(méi)式液冷單價(jià)浸沒(méi)式液冷規(guī)模(億)液冷市場(chǎng)合計(jì)5.28.1690%11.4480%95%11117.495%171.5910%1282.9620%1.21.21.21.1018.5922.88194.46384.891667.85222.2液冷市場(chǎng)空間測(cè)算:

千億市場(chǎng)蓄勢(shì)待發(fā)

通用服務(wù)器的液冷測(cè)算:根據(jù)中國(guó)信息通信研究院數(shù)據(jù)我國(guó)2022年通用服務(wù)器出貨量為384.6萬(wàn)臺(tái),由于AI時(shí)代的到來(lái),采購(gòu)商對(duì)于通用服務(wù)器的預(yù)算降低,我們預(yù)測(cè)2023-2025年行業(yè)平均增速為5%,由于2U服務(wù)器滿載功耗約為350W,由于服務(wù)器更新?lián)Q代導(dǎo)致功耗增加,我們假設(shè)2023年、2024年、2025年通用服務(wù)器滿載功耗分別為350W、400W、450W,我們假設(shè)平均功耗為巔峰功率的80%,此外,我們假設(shè)通用服務(wù)器2023年、2024年、2025年液冷的滲透率為5%、10%、20%,2023-2025冷板式液冷占比分別為95%、95%、95%其余全為浸沒(méi)式液冷。

整體液冷市場(chǎng)規(guī)模測(cè)算:我們測(cè)算2024、2025年我國(guó)的液冷市場(chǎng)規(guī)模分別為208.17、1700.23億元,同比增速分別為756.6%、716.8%。通用服務(wù)器增量液冷的市場(chǎng)規(guī)模液冷市場(chǎng)規(guī)模預(yù)測(cè)202320242025通用服務(wù)器數(shù)量同比增速403.835%424.025%445.225%液冷滲透率5%10%20%202320242025通用服務(wù)器液冷數(shù)量(萬(wàn))服務(wù)器巔峰功耗(KW)平均功耗比例20.190.3580%42.400.489.040.4580%液冷市場(chǎng)合計(jì)同比增速24.30208.17756.6%1700.23716.8%80%服務(wù)器平均功耗冷板式液冷占比單體價(jià)單價(jià)(萬(wàn))冷板式液冷規(guī)模(億)浸沒(méi)式液冷占比浸沒(méi)式液冷單價(jià)浸沒(méi)式液冷規(guī)模(億)液冷市場(chǎng)合計(jì)0.2895%0.3295%0.3695%1115.3712.8930.455%5%5%1.21.21.20.345.710.8113.701.9232.38232.3液冷產(chǎn)業(yè)生態(tài)拆分

液冷產(chǎn)業(yè)生態(tài)涉及產(chǎn)業(yè)鏈上中下游,包括上游的產(chǎn)品零部件提供商、中游的液冷服務(wù)器提供商及下游的算力使用者。

產(chǎn)業(yè)鏈上游:上游主要為產(chǎn)品零部件及液冷設(shè)備,包括快速接頭QDC、冷量分配單元CDU、電磁閥、浸沒(méi)液冷

TANK、分級(jí)液器Manifold、冷卻液、環(huán)路工藝?yán)涿焦┗仄绻躄CM等組件或產(chǎn)品供應(yīng)商。部分代表廠商有英維克、3M、云酷、競(jìng)鼎、諾亞、廣東合一、綠色云圖、維諦技術(shù)、潤(rùn)和材料等。

產(chǎn)業(yè)鏈中游:中游主要為液冷服務(wù)器、芯片廠商以及液冷集成設(shè)施、模塊與機(jī)柜等。部分代表廠商有、、浪潮信息、中科曙光、新華三、聯(lián)想、超聚變、英特爾等。

產(chǎn)業(yè)鏈下游:下游主要包括三家電信運(yùn)營(yíng)商,百度、阿里巴巴、騰訊、京東等互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)以及信息化行業(yè)應(yīng)用客戶,主要在電信信息、互聯(lián)網(wǎng)、政府、金融、交通和能源等信息化應(yīng)用。根據(jù)搜狐網(wǎng)消息,目前,阿里巴巴以單相浸沒(méi)式液冷為主要發(fā)展方向,其他用戶以冷板式液冷試點(diǎn)應(yīng)用居多。液冷產(chǎn)業(yè)生態(tài)圖解上游CDU/CDM中游下游液冷服務(wù)器快速接頭芯片廠商機(jī)柜電信信息金融政府電磁閥冷卻液互聯(lián)網(wǎng)能源液冷集成設(shè)施、模塊TANKManifold交通242.3.1

液冷產(chǎn)業(yè)生態(tài)拆分——一次側(cè)

液冷散熱系統(tǒng)通常由至少兩個(gè)相互隔離的循環(huán)回路組成。供給設(shè)備的內(nèi)循環(huán)也稱作二次側(cè),將熱量傳遞給外界環(huán)境的循環(huán)也叫一次側(cè),兩個(gè)循環(huán)通過(guò)

CDU

內(nèi)置的板換進(jìn)行隔離和交換熱量。

一次側(cè)主要的散熱設(shè)備主要有三種:干冷器、冷卻塔和制冷機(jī)組。干冷器、冷卻塔屬于自然冷卻系統(tǒng),制冷機(jī)組屬于機(jī)械制冷系統(tǒng)。液冷系統(tǒng)一次側(cè)與二次側(cè)示意圖不同一次側(cè)進(jìn)水溫度等級(jí)下的冷源配置機(jī)械制冷系統(tǒng)【制冷機(jī)組】自然冷卻閉式冷卻塔液冷水溫等級(jí)一側(cè)進(jìn)水溫度冷源配置風(fēng)冷冷凍水系統(tǒng)水冷冷凍系統(tǒng)開(kāi)式冷卻塔干冷器W17W27W32W40W45W+17℃27℃32℃40℃45℃水冷冷水機(jī)組冷凍水泵冷卻水泵冷卻塔板式換熱器等冷水機(jī)組輔以水經(jīng)濟(jì)器(板式換熱器)風(fēng)冷冷水機(jī)組冷凍水泵及配套設(shè)施組成圖示將管式換熱器置于塔內(nèi),通過(guò)室外流通的空氣、噴淋水與管內(nèi)的循環(huán)冷卻水進(jìn)行熱交換,向大氣散熱。液態(tài)制冷劑在循環(huán)冷卻水直接噴淋到冷卻塔填料上,由通過(guò)室外空氣來(lái)冷卻換熱器盤管內(nèi)的冷卻水,從而降低冷卻水的溫度,達(dá)到冷卻目的冷卻塔或干冷器輔以冷水機(jī)組或區(qū)域熱回收系統(tǒng)液態(tài)制冷劑在其

蒸發(fā)器盤管內(nèi)蒸發(fā)器盤管內(nèi)直

直接蒸發(fā)為氣接蒸發(fā)為氣態(tài),

態(tài),實(shí)現(xiàn)對(duì)盤原

風(fēng)機(jī)帶動(dòng)冷卻塔內(nèi)氣流流動(dòng),通過(guò)室外空理

氣與冷卻水之間的熱質(zhì)交換冷卻循環(huán)水,冷卻后的循環(huán)水在冷卻塔底部出水由內(nèi)循環(huán)和外循環(huán)兩個(gè)系統(tǒng)組成。內(nèi)循環(huán)通過(guò)與被冷卻設(shè)備連接,構(gòu)成一個(gè)封閉式系統(tǒng),將系統(tǒng)熱量帶到冷卻塔,即內(nèi)循環(huán)水通過(guò)換熱盤管將熱量傳遞到大氣中;外

增加噴淋設(shè)備強(qiáng)化冷卻。循環(huán)由循環(huán)噴淋泵、布水系統(tǒng)、集水盤及管路組成,外循環(huán)水不與內(nèi)循環(huán)水相接觸,只是通過(guò)冷卻塔內(nèi)的換熱器吸收內(nèi)循環(huán)水的熱量,然后通過(guò)和空氣直接接觸來(lái)散熱原

實(shí)現(xiàn)對(duì)盤管外的

管外的冷凍水理

冷凍水吸熱制冷,吸熱制冷,并根據(jù)室外條件,可選擇性并通過(guò)風(fēng)冷冷凝

通過(guò)水冷冷凝

配的方式將氣態(tài)制

的方式將氣態(tài)

套冷劑冷卻為液態(tài)

制冷劑冷卻為液態(tài)一般需要增設(shè)可拆卸的板式換熱器隔離使用,否則易因水質(zhì)問(wèn)題導(dǎo)致CDU內(nèi)不可拆卸的焊接式板式換熱器臟堵干冷器中的冷卻水通常使用乙二醇溶液來(lái)防凍,需要根據(jù)項(xiàng)目地冬季極端溫度選取溶液濃度設(shè)施冷卻塔或干冷器輔以區(qū)域熱回收系統(tǒng)>45℃能耗制冷機(jī)組>>干冷器>冷卻塔(但是冷卻塔需要消耗大量的水,對(duì)于無(wú)水區(qū)域則難以使用)對(duì)比制冷機(jī)組可以獲得7-12℃的冷卻水;干冷器出來(lái)的冷卻水高于環(huán)境干球溫度

8.3-11.1℃;冷卻塔可以獲得高于環(huán)境濕球溫度2.8-3.9℃(開(kāi)式)/3.9-6.7℃(閉式)的冷卻水制取水溫注:最低供水溫度不低于2℃252.3.2

液冷產(chǎn)業(yè)生態(tài)拆分——二次側(cè):

冷板式

冷板式液冷的二次側(cè)組件包括:冷板組件、快速接頭QDC、機(jī)柜工藝?yán)涿焦┗仄绻躌CM、環(huán)路工藝?yán)涿焦┗仄绻躄CM、冷量分配單元CDU及工藝?yán)涿健?/p>

冷板組件包括:冷板、配套管路、扣具、轉(zhuǎn)接頭、快速接頭QDC、漏液檢測(cè)裝置等主要零部件。

快速接頭QDC:連接在服務(wù)器的冷板組件和RCM/RCM和LCM之間的零件。根據(jù)安裝位置不同分為自鎖式快速接頭和球閥式快速接頭。

軟管:軟管連接包括機(jī)柜級(jí)軟管和服務(wù)器級(jí)軟管,機(jī)柜級(jí)軟管作用是連接

RCM

LCM,服務(wù)器級(jí)軟管作用是連接

RCM

與冷板。冷板組件圖例及實(shí)物冷板組件圖例及實(shí)物軟管圖示自鎖式快速接頭球閥式快速接頭圖示連接一般規(guī)格冷板組件與RCM1/8寸~1/2寸RCM與LCM1寸、2寸(丹佛斯FD83)功能液冷系統(tǒng)帶液插拔維護(hù)功能自帶球閥,可手動(dòng)調(diào)節(jié)球閥通斷的快速接頭安裝便捷:左右兩半接頭完全相同銷鎖設(shè)計(jì):左右接頭耦合前,閥芯不能開(kāi)啟;閥芯閉合前,左右接頭無(wú)法斷開(kāi)。避免意外打開(kāi)導(dǎo)致泄漏。帶壓通斷:可以實(shí)現(xiàn)熱連接、斷開(kāi)和在線流體通斷。當(dāng)插頭和插座斷開(kāi)時(shí),彈簧自復(fù)位確保供液中斷,工藝?yán)涿讲粫?huì)溢出到系統(tǒng)外,以避免頻繁工藝?yán)涿窖a(bǔ)液,污染甚至危及服務(wù)器工作特點(diǎn)多種尾端:多種接口方式,可以直接連接軟管和硬管。標(biāo)準(zhǔn)OCP標(biāo)準(zhǔn)中提供性能參數(shù),接頭需提供流量-壓降曲線262.3.2

液冷產(chǎn)業(yè)生態(tài)拆分——二次側(cè):

冷板式

機(jī)柜工藝?yán)涿焦┗仄绻躌CM:安裝于液冷機(jī)柜內(nèi)部,功能為分液、集液和排氣等,一般由排氣閥、分支管路和主管路等組成。分支管路的軟管端部安裝有QDC,實(shí)現(xiàn)與服務(wù)器內(nèi)冷板組件的連接。主管路接口位于上端或下端,是工藝?yán)涿焦┗匾豪錂C(jī)柜的接口,與LCM通過(guò)軟管連接。

冷量分配單元CDU:CDU的作用是將進(jìn)入服務(wù)器冷板組件的工藝?yán)涿脚c冷源側(cè)的冷卻水進(jìn)行隔離,并將冷卻后的工藝?yán)涿椒峙浣o不同服務(wù)器的冷板的冷卻設(shè)備。根據(jù)布置方式不同,分為機(jī)架式CDU和柜式CDU。其比較具體見(jiàn)2.1.1。

環(huán)路工藝?yán)涿焦┗仄绻躄CM:LCM一般安裝于數(shù)據(jù)中心地板底部,有時(shí)也會(huì)安裝于機(jī)柜頂部,具備分液、集液和排氣等功能。LCM一般由排氣閥、分支管路、主管路、閥件等組成。LCM將從CDU冷卻的工藝?yán)涿?,通過(guò)分支軟管輸送到RCM處。

工藝?yán)涿剑褐饕x擇純水液和配方液。純水液主要為去離子水,配方液主要為乙二醇或丙二醇溶液。RCM圖示及設(shè)計(jì)要求CDU內(nèi)部器件示意圖CDU不入列LCM布置架構(gòu)方案RCM圖示左為機(jī)架式CDU,右為柜式CDUCDU入列LCM布置架構(gòu)方案通常采用

304

以上方鋼,20

個(gè)分支管路以上的

RCM,建議尺寸30×30mm或

40×40mm設(shè)計(jì)要求主路上限流量下的壓損建議不超過(guò)

5kPa作為分集液器,應(yīng)保證流量均勻,各分支管路的最大流量與最小流量之差建議不超過(guò)

10%設(shè)計(jì)壓力建議不小于

1.0MPa資料:

ODCC《冷板液冷標(biāo)準(zhǔn)化及技術(shù)優(yōu)化白皮書(shū)》,華西證券研究所272.3.3

液冷產(chǎn)業(yè)生態(tài)拆分——二次側(cè):

浸沒(méi)式

浸沒(méi)式液冷的二次側(cè)組件可分為:浸沒(méi)腔體TANK、液冷換熱模塊CDM、水平/豎直分液集氣單元以及浸沒(méi)式液冷冷卻介質(zhì)等。

浸沒(méi)腔體TANK:?jiǎn)雾?xiàng)浸沒(méi)式液冷系統(tǒng)的核心部件。由密閉箱體、液體分配單元、溫度傳感器、液位傳感器等組成,作為電子元件與液體進(jìn)行熱交換的場(chǎng)所,為電子元器件提供安全可靠的冷卻環(huán)境。底部宜采用多孔板加填充塊設(shè)計(jì),需要注意保證進(jìn)入各節(jié)點(diǎn)的液體流量均勻。填充塊固定在Tank兩側(cè)和下部,形成Tank內(nèi)液體流道,同時(shí)起到減少液體使用量的作用。

液冷換熱模塊CDM:用于二次側(cè)氣態(tài)冷卻介質(zhì)與一次側(cè)冷源進(jìn)行換熱,對(duì)液冷IT設(shè)備提供冷量分配與智能管理的模塊,是為解決相變浸沒(méi)式液冷服務(wù)器散熱問(wèn)題所推出的一體化散熱模塊。

水平/豎直分液集氣單元(HCDU/VCDU):前者分為集氣器和水平分液器兩部分,部署于計(jì)算刀箱的后部;后者連接如下圖所示。

浸沒(méi)式液冷冷卻介質(zhì):浸沒(méi)式液冷冷卻介質(zhì)與服務(wù)器直接接觸,應(yīng)具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性、良好的熱穩(wěn)定性、絕緣性等。相變浸沒(méi)式液冷冷卻介質(zhì)還應(yīng)具備較低的沸點(diǎn)和較高的汽化潛熱。碳氟化合物是滿足以上條件的最佳材料,也是浸沒(méi)式液冷核心技術(shù)之一。TANK形態(tài)示意圖CDM特點(diǎn)及原理上為VCDU,下為VCDUCDM超低能耗、高制冷效率、低噪聲、高可靠性特點(diǎn)在二次側(cè)循環(huán)中,通過(guò)冷卻介質(zhì)的相變實(shí)現(xiàn)熱量的轉(zhuǎn)移:低溫液態(tài)冷卻介質(zhì)由CDM輸送至熱源散熱器中,冷卻介質(zhì)在熱源散熱器沸騰變成氣態(tài)冷卻介質(zhì),然后冷卻介質(zhì)氣體匯集進(jìn)入CDM的冷凝器中與一次側(cè)水進(jìn)行換熱,冷凝成為低溫液態(tài)冷卻介質(zhì),然后再次被CDM輸送至熱源散熱器中,完成二次側(cè)循環(huán)。在一次側(cè)循環(huán)中,通過(guò)水的溫升實(shí)現(xiàn)熱量的轉(zhuǎn)移:低溫水在CDM換熱器中升溫后變成高溫水,高溫水由一次側(cè)循環(huán)水泵輸送到室外冷卻塔中與大氣進(jìn)行換熱,變成低溫水。然后低溫水再被輸送到CDM換熱器中,完成一次側(cè)循環(huán)。工作原理CDM原理圖為冷卻介質(zhì)提供循環(huán)動(dòng)力將冷卻介質(zhì)攜帶的熱量傳遞到一次側(cè)控制循環(huán)系統(tǒng)中冷卻介質(zhì)的溫度、壓力和流量功能服務(wù)器充排液標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)制機(jī)柜設(shè)備支撐架為計(jì)算機(jī)柜和CDM提供支撐為CDM提供水力調(diào)節(jié)和冷卻介質(zhì)循環(huán)配套設(shè)備28梳理液冷產(chǎn)業(yè)鏈的受益公司03293.1液冷受益產(chǎn)業(yè)鏈——服務(wù)器內(nèi)側(cè)端

我們將液冷產(chǎn)業(yè)鏈的受益公司簡(jiǎn)單拆解為三類,分別是服務(wù)器內(nèi)側(cè)端、液冷建設(shè)端、液冷基礎(chǔ)設(shè)施提供商。

服務(wù)器內(nèi)側(cè)端:

我們將服務(wù)器內(nèi)側(cè)端的定義為服務(wù)器內(nèi)部的組件,直接受益于高算力、高功率的AI芯片放量,此類公司的代表性產(chǎn)品冷板組件、快速接頭QDC等產(chǎn)品,采購(gòu)方為或服務(wù)器廠商、英偉達(dá)或英偉達(dá)服務(wù)器廠商。

代表公司:

飛榮達(dá):其散熱器件產(chǎn)品包括服務(wù)器液冷散熱產(chǎn)

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