全液冷冷板系统参考设计及验证白皮书.pptx

目录第一章液冷行业背景及技术优化方向031.液冷行业背景及政策042.液冷数据中心主流技术介绍及对比073.先进冷板液冷数据中心介绍084.冷板液冷服务器设计技术优化方向09第二章全液冷服务器系统架构设计101.全液冷冷板服务器创新实践112.系统组成及管路布局123.通流方式选择及流量计算13第三章全液冷服务器冷板关键部件设计161.CPU冷板设计172.内存液冷设计173.硬盘液冷设计184.PCIe/OCP卡液冷设计195.电源冷板设计21第四章全液冷服务器冷板性能测试231.测试项目介绍242.测试结果分析25第五章铝冷板全液冷方案设计与测试291.铝冷板全液冷方案设计302.铝冷板性能与兼容性测试313.铝冷板测试结果及分析32第六章冷板液冷未来思考展望351.全液冷冷板技术应用拓展362.冷板液冷新技术展望37第一章液冷行业背景及技术优化方向1.液冷行业背景及政策2.液冷数据中心主流技术介绍及对比3.先进冷板液冷数据中心介绍4.冷板液冷服务器设计技术优化方向03｜《全液冷冷板系统参考设计及验证白皮书》第一章｜液冷行业背景及技术优化方向1.液冷行业背景及政策1.1数据中心行业发展及问题国家十四五规划提出大力发展数字经济，计算力代表着生产力，而计算力的承载体就是数据中心。根据IDC发布算力报告指出：算力提升与经济发展成正相关关系，计算力指数每提高一个点，数字经济会增长3.5%，GDP会增长1.8%。数据中心基础设施作为算力的载体已成为支撑数字经济的“数字底座”，而其本身也是碳排放“大户”，2022年，中国数据中心碳排放量相当于5000万辆燃油汽车的年排放总量。在双碳目标下，作为“耗电大户”数据中心的节能减排备受关注。当前，芯片功耗与服务器功耗逐步上升。与之对应，单机柜功率密度也不断增大。根据相关机构调研，2020年数据中心平均机架功率为8.5kW/机柜，相比于2011、2017年有明显提高，年复合增长率达到15%。高功耗芯片，高密度服务器及单机柜密度的演进，对于传统风冷散热来说，既容易出现局部热点，影响换热性能；又需要不断降低送风温度，增大送风风量，影响制冷能耗。因此，传统风冷制冷模式在换热性能及能耗优化方面逐步受限。液冷是一种新兴的冷却技术，该种技术通过采用液态冷却工质流动方式带走发热元件热量替代风冷换热中采用空气换热的模式。与风冷对比，液冷技术可以更好地支持高功耗芯片解热，保持芯片低温运行，延长寿命；充分利用室外自然冷源冷却，降低数据中心PUE；提高关键部件换热效率，减少服务器散热热点，支持机柜更高密度；降低数据中心噪声，提升数据中心环境适应性。因此，未来数据中心建设中，液冷技术的应用将会是在数据中心制冷方向的重要组成部分，也是实现绿色算力和双碳目标达成的重要举措。“碳中和”成为全人类共识，已有130多个国家宣示了碳中和承诺。近年来随着数据中心规模快速增长，其耗电量约占全球总用电量的2%，且还在急剧增加。《Uptime全球数据中心报告2022》指出，2014年以来，全球大型数据中心PUE连续8年维持在1.6左右，数据中心能效水平仍存在较大优化空间。为推动数据中心绿色发展，多个国家、国际组织发布相关政策。1.2数据中心行业政策介绍多地已开始限制高PUE的数据中心的建设，相关政策和数据中心机房对PUE提出明确限制，鼓励液冷技术、IT设备高密度集成技术及IT设备能效提升技术实施，促进数据中心液冷技术进一步发展。04｜《全液冷冷板系统参考设计及验证白皮书》第一章｜液冷行业背景及技术优化方向标准化是衡量技术成熟度的重要凭证，对于液冷数据中心的标准化建设，一直以来都是行业领域、学术界与工业界关注的重点。国内标准方面，已发布1项与电子设备相关的冷板液冷国家标准，GB/T15428-1995《电子设备用冷板设计导则》。该标准主要规定电子设备使用的冷板换热计算和结构设计，对于冷板核心参数定义，性能定义，材料定义，加工工艺，漏液检测定义和测试方法及要求均不涉及；同时据统计，近五年来国内有十余家标准组织或技术组织正在开展液冷技术相关的标准化工作，已发布行业标准9项，团体标准28项，涉及液冷部件，节点，系统和数据中心四个层面的技术要求和测试方法，适用于液冷系统的设计、施工、部署、运维、测试等环节的技术指导（清单详见下表）；此外国内也已发布20余项白皮书或研究报告成果。1.3液冷数据中心标准化建设16团体标准T/CCSA239.2-2020服务器用液冷系统第2部分：喷淋式