日前，IDC《液冷数据中心白皮书》（以下简称《白皮书》）发布。《白皮书》分析了当前中国数据中心IT基础架构状况与发展方向，将曙光存储在华南理工大学部署的业内首个液冷存储系统选为标杆范例，并指出全栈式液冷数据中心的未来发展路径，为仍处于早期的液冷应用，提供了清晰的发展指引。
为什么全栈式液冷数据中心是趋势
根据《白皮书》，数据中心面临的“不可能三角”——性能、能耗、成本难题正在加剧。
一方面AI大模型等技术快速发展，高性能芯片使用快速增加、服务器密集化程度持续提高、存储器容量规模持续扩大，数据中心的散热和能耗难题更加凸显。一方面“双碳”战略下，数据中心的PUE要求越发严格，向绿色低碳转型迫在眉睫。
当前传统风冷制冷已近极限，液冷凭借低耗能耗水、高空间利用、高可维护性的特性，被公认为数据中心新一代制冷方式。
那么，数据中心都有哪些地方需要制冷？
根据《白皮书》，数据中心的主要散热源头均有液冷需求，包括计算节点、存储节点及网络设备。
从计算节点来看，企业级服务器的能耗在不断提升，当前“CPU+GPU”的部署模式造成异构服务器功率动辄在3KW以上，对液冷需求极高。
从存储节点来看，作为数据中心的三大件之一，存储器在数据中心 IT 系统能耗占比超过35%，仅次于计算节点，液冷发展潜力巨大。
从网络设备来看，一般路由器采用的是机身散热孔，当路由器内存闪存芯片、路由器 CPU、无线芯片和以太网网卡芯片同时散热时，目前的导热硅胶垫片明显散热能力不足，应用液冷核心路由器或将液冷接入交换机都将有效散热，并提升传输效率。
全栈式液冷数据中心的极致能效，契合计算、存储、网络设备芯片的高功率发展趋势，在数据中心的低能耗的发展趋势下，已成为破局的最优解。
液冷存储是全栈式的重点与难点
全栈式液冷数据中心的发展趋势已是必然，目前计算和网络的液冷均已落地，存储的液冷仍面临极大挑战。
《白皮书》指出，东数西算、AI、云原生等需求刺激下，数据中心的数据存储体量快速提升。统计显示，截至2023年6月底，我国存储总量达到1080EB，存储的能耗也持续提高。
然而，存储的液冷落地门槛极高，面临技术、生态、业务上的三重问题。
一，技术方面，液冷技术应用于存储设备，需基于目前存储架构与技术的革新，提供液冷存储方案，以优化存储性能，保证存储的稳定性，实现存力的高速增长。
这其中，需要考量安全性、效率、成本、环保等，不仅涉及到硬件设备的革新，还有软件系统的适配与优化。高性能的密封材料、可靠的连接技术、优良的管道设计、高效的冷却循环系统、良好的系统集成能力、精良的智能化支撑、足够的安全性及环境适应性等缺一不可。想要实现液冷存储，技术服务商需要有足够的积累与实践经验。
二，生态方面，主要包括两个体系的建设与完善，即，液冷配套基础设施及生态体系，存储硬件设施与软件研究体系。
实际来看，液冷技术的研发和应用仍处于初级阶段，产业发展不充分，存储的液冷化对产品研发与产出能力要求极高，技术服务商很难得到相关要求；同时，为提升存储性能、资源利用率、降低能耗，存储软硬件正不断优化，需要技术服务商具备与之匹配的液冷能力。
三，业务方面，液冷服务器的大规模应用是部署液冷存储的前提与条件，是液冷存储商业化落地的基础；此外还需具备液冷技术快速迭代的土壤。
目前，虽然大模型等人工智能的爆发推动了液冷服务器的部署，但大规模液冷服务器案例依旧较少，并且具备液冷技术研发、生产能力等完整液冷生态链条的技术服务厂商极少，导致存储的液冷化较难实现。
以此来看，由于技术、生态、业务上的高门槛，液冷存储发展仍需市场助推力。
曙光存储补齐全栈式核心一环
全栈式液冷数据中心的建设，实现液冷存储是至关重要的一步。目前，多家厂商针对此也实现了多项突破，其中，曙光存储已完成了液冷存储的建设。
根据《白皮书》，考虑硬盘更换便捷性等因素，当前的液冷数据中心主流配置仍是以硬件冷板液冷方案，搭配针对应用场景进行优化的软件，提高数据存储的效率和安全性。在这方面，曙光存储占据领先地位。
曙光存储是业界唯一拥有液冷存储成功部署经验的厂商，已于年初成功部署国内唯一液冷存储系统，在华南理工大学成功实现了全栈式液冷数据中心的建设。《白皮书》显示，曙光存储的ParaStor液冷存储系统落地华南理工大学后，基本完成全栈式液冷数据中心建设，直接为其扩展近25PB的存储空间，同等规模下性能提升100%，电费节省60%。
根据《白皮书》，曙光存储能够实现液冷存储，主要原因是硬件、软件两个层面上的多角度突破，最终迈过技术、生态、业务门槛。
具体来看，硬件方面，曙光存储持续升级和优化NVMe等介质、水冷箱式机组结构：采用冷板式液冷设计、精细化的部件级制冷，加上产品选型部件兼容多种冷媒，液冷无风扇设计、 硬盘热插拔及模块化设计、硬盘模块双盘仓设计等，提升了硬件效率。
系统软件方面，曙光存储也从多方面进行优化，在系统稳定、性能提升和绿色节能方面起到关键作用。以ParaStor为例，其数据处理层的核心是分布式存储软件，能够进行数据管理、数据保护、提升资源效率，可将硬件资源池化，实现高效管理，有效降低系统功耗，提高数据处理和存储的效率。
通过软硬件的创新，曙光存储实现了液冷存储突破，全栈式液冷数据中心也得以建成，打破了“不可能三角”。而从液冷存储到全栈式液冷数据中心也并非易事，曙光存储之所以能够做到，据IDC中国高级分析师杨昀煦分析，主要原因有三点：
首先，曙光存储拥有10余年液冷技术和20余年存储技术积累，因此液冷存储系统与液冷服务器可达到技术同源，形成了“存算一栈式”液冷方案，数据中心基础设施得以统一规划、设计和通用，运维效率就此提高；
其次，曙光存储拥有从液冷配套基础设施、液冷服务器、存储硬件设计和软件系统研制的完善生态体系，可实现软硬件深度契合、简化部署、高效运维；
最后，在技术和生态的赋能下，曙光存储不仅具有液冷技术大规模商业化落地的基础，也具备技术快速迭代和创新的土壤。
曙光存储全栈式液冷数据中心的建设为行业提供了建设范例，对液冷行业的发展意义重大，同时，这也将更好地满足高耗能场景的制冷需求，推动其发展。
以为AI提供算力支撑的智算中心为例，曙光可全栈式提供液冷计算系统、液冷存储系统及相关支撑管理系统，并设计PUE达标；运营商方面，曙光存储能够通过ParaStor分布式液冷存储系统，帮助构建运营商的数据存力底座，实现数据集中，在提供常规服务的同时，利用AI技术，提供智能增值服务。
综合来看，在大模型等快速发展下，算力需求呈爆发式增长态势，在液冷存储的基础上，全栈式液冷数据中心更加符合高效制冷需求与市场需要，推动高耗能场景数智化发展，这也推动更大范围的液冷应用，杨昀煦表示，“曙光液冷存储，补齐了全栈式液冷数据中心的重要一环，有助于在AI、运营商、科教等行业场景中，降低数据中心能耗、成本，提升性能，贯彻落实‘东数西算'战略。”
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