隨著信息技術(shù)的發(fā)展迭代，物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能、5G網(wǎng)絡(luò)、區(qū)塊鏈、AI技術(shù)的快速發(fā)展，數(shù)據(jù)量在傳輸端、存儲端呈幾何級增長，據(jù)IDC統(tǒng)計和預(yù)測，全球數(shù)據(jù)量在2018年約39.9ZB, 并持續(xù)保持穩(wěn)定增長，預(yù)計到2028年將增長至393.8ZB，年復(fù)合增長率為24.4%，2025年中國數(shù)據(jù)總量將增長至48.6ZB，占全球44.3%，尤其是AI大模型等訓(xùn)練的應(yīng)用場景的激增，大型數(shù)據(jù)中心規(guī)模將持續(xù)增長。
▲數(shù)據(jù)來源：全球市場洞察| IDC DataSphere最新趨勢預(yù)測
IDC正式發(fā)布數(shù)據(jù)云報告，中國數(shù)據(jù)量規(guī)模年增速全球第一-電子工程專輯
截止到2024年底，我國在用數(shù)據(jù)中心機(jī)架規(guī)模達(dá)到520萬架，近五年年均復(fù)合增速超過30%。其中，大型以上數(shù)據(jù)中心機(jī)架規(guī)模增長更為迅速，按照標(biāo)準(zhǔn)機(jī)架2.5kW統(tǒng)計，機(jī)架規(guī)模420萬架，占比達(dá)到80%。
數(shù)據(jù)來源:共研網(wǎng) 2025-2031|中國數(shù)據(jù)中心行業(yè)全景調(diào)查與未來前景預(yù)測報告_分析_發(fā)展_機(jī)架
雖然近年來大規(guī)模數(shù)據(jù)中心廣泛、快速建設(shè)，增長迅猛;但我國中小型數(shù)據(jù)中心仍然占比較大，而正是中小型數(shù)據(jù)中心由于機(jī)柜發(fā)熱密度偏小、在選擇冷卻設(shè)備、氣流組織時未曾過多關(guān)注節(jié)能，故而仍存在很多中小型數(shù)據(jù)中心PUE超過2.0，甚至有些數(shù)據(jù)中心PUE接近3.0。
數(shù)據(jù)中心能效與PUE參數(shù)解析
首先，我們來了解一個與政策緊密相關(guān)的概念——PUE(Power Usage Effectiveness)，即能源使用效率。PUE是國內(nèi)外數(shù)據(jù)中心普遍采用的衡量能效的指標(biāo)，其計算公式為數(shù)據(jù)中心總能耗除以IT設(shè)備的總能耗。值得注意的是，PUE值越小，表示數(shù)據(jù)中心的能效越高。
根據(jù)《信息通訊行業(yè)綠色低碳發(fā)展行動計劃(2022-2025)》的目標(biāo)，到2025年，我國新建的大型、超大型數(shù)據(jù)中心的PUE需要降至1.3以下。我們通過圖表來深入了解數(shù)據(jù)中心能耗的組成。圖表中，藍(lán)色部分代表IT設(shè)備的能耗，紅色部分代表制冷設(shè)備的能耗，其余部分則包括電源能耗、照明能耗等。
根據(jù)PUE的公式，要降低PUE值，即提高數(shù)據(jù)中心的能效，關(guān)鍵在于增加IT設(shè)備能耗在總能耗中的比例。從圖表中我們可以看出，制冷設(shè)備的能耗占據(jù)了相當(dāng)大的比例，幾乎與IT設(shè)備的能耗相當(dāng)。因此，降低制冷設(shè)備的能耗成為降低PUE的關(guān)鍵。
綜上所述，為了提升數(shù)據(jù)中心的能效，我們需要重點關(guān)注并優(yōu)化制冷系統(tǒng)的能效，同時努力提升IT設(shè)備的能效，以實現(xiàn)整體能耗的降低和PUE值的提升。
數(shù)據(jù)中心制冷方式的演變
從數(shù)據(jù)中心冷卻區(qū)域而言，可以將數(shù)據(jù)中心冷卻分為芯片級、機(jī)柜級、列間級、以及房間級。芯片級(以處理一組芯片或者一臺服務(wù)器的散熱量為目的)、機(jī)柜級(以處理一臺機(jī)柜的散熱量為目的，一般裝在服務(wù)器的背板，也稱背板空調(diào))、行(列)間級(以處理一列的多臺服務(wù)器的散熱量為目的)、房間級(以處理整個機(jī)房內(nèi)的服務(wù)器的散熱量為目的)。
傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心通常采用風(fēng)冷方式來進(jìn)行降溫，即通過室內(nèi)與室外空氣的熱交換來實現(xiàn)冷卻。然而，這種制冷方式存在兩個主要缺陷：一是空氣作為傳熱介質(zhì)，其制冷效果相較于水或液體較差;二是風(fēng)冷方式高度依賴室外環(huán)境，特別是在炎熱的夏季，風(fēng)冷效果會大打折扣。
為了克服這些缺陷，數(shù)據(jù)中心開始越來越多地采用液冷技術(shù)。其中，冷板式液冷技術(shù)是當(dāng)前數(shù)據(jù)中心主流的一種液體冷卻解決方案。
冷板式液冷技術(shù)的工作原理
首先，在液冷板直接安裝在熱源上，如CPU或GPU。
然后，在液冷板與熱源之間設(shè)置一層熱介質(zhì)材料，以增強(qiáng)傳熱效果。
通過這種方式，液冷板能夠高效地吸收并帶走熱源產(chǎn)生的熱量，從而實現(xiàn)更高效的冷卻效果。這種技術(shù)不僅提高了制冷效率，還降低了對室外環(huán)境的依賴，為數(shù)據(jù)中心提供了更加穩(wěn)定、可靠的制冷解決方案。
冷板制造商的關(guān)鍵質(zhì)量檢查點
對于冷板制造商而言，尺寸管控是確保產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。特別是冷板的平面度，必須嚴(yán)格控制，以保證其與熱源(如CPU、GPU)的緊密貼合，從而有效傳導(dǎo)熱量。此外，冷板內(nèi)部的管道設(shè)計也至關(guān)重要，必須確保管道內(nèi)部平滑，無切線存在，以避免影響冷卻液的流動和散熱效果。
這些質(zhì)量檢查點不僅是制造商的技術(shù)挑戰(zhàn)，也是市場對其產(chǎn)品可靠性的重要考慮。通過精確控制冷板的尺寸和管道設(shè)計，制造商能夠提供更高效、更穩(wěn)定的液冷解決方案，滿足數(shù)據(jù)中心對高性能和低碳環(huán)保的雙重需求。
方法一、平面度和孔間距測量
ZEISS SPECTRUM測量優(yōu)勢
● 蔡司RDS關(guān)節(jié)式系統(tǒng)準(zhǔn)確掃描，通過旋轉(zhuǎn)角度，一根探針就能完成測量。
● 無需更換探針組，節(jié)省成本，提高效率。
● 兼容掃描和單點測量功能。對于平整度的測量，蔡司的掃描技術(shù)可以提高測量效率。
ZEISS SPECTRUM
方法二、ZEISS ScanCobot測量優(yōu)勢
多功能、高精度、靈活緊湊的多功能3D掃描儀，占地面積小輕松快速位置移動。
● 配備協(xié)作機(jī)器人的移動測量站
● 適用于各種任務(wù)
● 測量結(jié)果可重復(fù)，減少操作人員的影響
掃描時間：8分鐘
測量精度：12μm
亮點：快速的形位公差測量解決方案，及全域尺寸信息。
從配電單元，連接器設(shè)備，存儲單元，數(shù)據(jù)交換設(shè)備，到液冷系統(tǒng)都帶來了大量的技術(shù)難點，這也是蔡司工業(yè)質(zhì)量解決方案最擅長的，幫助客戶洞察問題，解決問題。
蔡司擁有豐富的產(chǎn)品線包含顯微鏡，藍(lán)光掃描儀，三坐標(biāo)，工業(yè)CT，助力全面解決電子客戶面臨質(zhì)量挑戰(zhàn)與痛點。
請您持續(xù)關(guān)注了解通電子行業(yè)相關(guān)應(yīng)用的創(chuàng)新解決方案。
掃碼獲取蔡司電子行業(yè)質(zhì)量解決方案
（來源：蔡司）
