2019年12月19日，第十四屆中國IDC產業年度大典（IDCC2019）數據中心技術論壇在北京國家會議中心舉行。IDCC2019作為數據中心云計算產業內知名的盛會以及IDC企業、電信運營商、互聯網、金融、政府和廠商等產業上下游的高效溝通平臺，與會嘉賓包括政府領導，行業專家和企業代表數千人。 阿里巴巴技術專家任華華在數據中心技術論壇上作了題為《IDC液冷化-正在發生的未來》的演講。

阿里巴巴技術專家 任華華

任華華：大家好！今天我給大家分享的主題是《IDC液冷化-正在發生的未來》，所謂的“正在發生”，大家可能已經感受到2019年IDC的高頻詞有AI、5G、上云，現在又多了一個基礎設施的詞匯就是液冷，ODCC甚至發布了一本業界的暢銷書叫作《液冷革命》，為什么一項冷卻技術會變成IDC業界的熱點呢？從行業、政策、IT設備以及成本四個維度做一下分析。   剛才李潔博士介紹了，2018到2019年度是政策密集發布年，北京市政府2018年9月曾發布了在城六區是只允許建設PUE值低于1.4以下的數據中心，2019年1月上海市經信委也發布了指導意見，規定新建互聯網數據中心的PUE值必須控制在1.3以下，改建互聯網數據中心的PUE值必須控制在1.4以下，深圳市發改委也在今年4月份發布了指導規定，說PUE值在低于1.25的時候可以給予新增能源消費量的實際替代20%以上的支持，工信部與國家的能源局也發布了相關的指導意見，引導大型和超大型數據中心的PUE值不得高于1.4，面對國家、地方、行業不斷出臺的越來越嚴苛的節能要求，實際上數據中心降低PUE已經成為合規的必要條件。  

從行業的角度可以看到來自IDC中國的一項報告，曾經預測過2018到2023年中國大數據市場的規模，在2018到2023年大概可以看到，中國大數據市場是以23%的年持續增長率在增長，實際上大數據的應用是離不開數據中心的，企業上云也是離不開數據中心的，數據中心的市場規模增長會是多少呢？一項來自智研咨詢的報告，做了一下中國IDC市場的規模預測，2018年到2020年度，到2019年IDC市場規模有短暫的下降，但是仍然維持了23%的年持續增長率。  

從機型的角度，一項來自IDC中國的報告顯示，2019年的Q2，中國的X86服務器市場的出貨量同比下降了14.6%，整個的市場規模同比下降了9.4%，directadmin授權，云服務提供商和超大規模客戶的采購增長是放緩的，然而多節點的服務器實現了逆勢增長，有數據顯示，2019年的Q2，多節點服務器的出貨量同比增長了33%。最引人關注的還有GPU、FPGA和ASIC等AI服務器。有統計數據顯示，AI基礎設施的市場在2023年有可能達到229億美元的規模。  

在算力和AI的驅動下大家可以從左邊的圖片看到，無論是CPU和GPU，他們的設計功耗值都在不斷地提高，進而導致單機柜的功耗也在持續增加，大家可以從右下角的突變看到，2015到2018年典型機柜的功率已經從十幾千瓦上升到18千瓦左右，高功耗機柜密度也從20千瓦上升到大概35千瓦左右的樣子。  

從成本的角度，我們截取了一個IDC的實際全生命周期的TCO分布，總電費占比大概是65%，把初投資和運行電費分攤到每一年，我們也可以從右下角的圖片看到，實際上能源的電費占比是最大的，也有統計數據顯示，數據中心的總耗電量已經占到了全球用電量的2%，從以上的這些分析，我們可以看到這個產業發展的內在的矛盾，一邊是日益增長的算力的需求，但是一邊又是一線城市的土地和資源的緊張，一邊是單機柜的功率密度快速增長，另外一邊是PUE的要求也是越來越苛刻。一邊是IDC與云服務的規模越來越大，另外一邊是運營電費和成本居高不下，也就是說整個行業呼喚更加節能、集約、高效和普惠的解決方案。實際上每一個IDC的PUE和運行成本都與氣象區和冷卻解決方案是強相關的。  

讓我們來回顧一下數據中心的能源轉換過程，實際上數據中心是電力轉換為算力、算力轉換為IT服務的載體，電力轉化為算力實際上是非常關鍵的一環，它的衡量指標就是業界比較流行的概念——PUE。在電器架構相同的情況下，也就是說PUE和運行成本是與氣象區和冷卻解決方案強相關，甚至是由冷卻條件決定的。這是風冷IDC的一個主流解決方案，主要組成元素有風冷的服務器、封閉冷通道，大型的水冷的機組、水側的節能器。送風溫度是27度，送水溫度是18度，這樣主流的IDC解決方案在全國的各個氣象區能耗分布大概是什么樣子的？我們可以看一下這張圖，在以深圳為代表的華南氣象區，IT能耗可以占到總功耗的71.4%，冷卻能耗能夠占到25%。在以上海為代表的華東氣象區，它的IT功耗可以占到74%，冷卻能耗占到22%。在以北京為代表的寒冷氣象區的IT能耗占到77%，冷卻能耗可以占到19%。在以張北為代表的嚴寒氣象區IT能耗占到了80%，冷卻能耗占到16%。