技术帖｜AI应用导致能耗激增，数据中心如何避免“烧焦”？

前不久，仲量联行发布《2024全球数据中心展望》研究报告，并指出在2024年，全球数据中心行业将面临人工智能（AI）带来的新挑战和机遇，数据中心运营商需要提高AI应用密度、降低功耗效率。而在AI应用密度飞速上升、数据中心工作负载加大的背景下，如何确保数据中心不被“烧焦”，正常运转？

为了应对这一挑战，数据中心运营商在使用更高效的解决方案：液体冷却。

总部位于美国加州的全球数据中心运营商Equinix在使用液体冷却技术这方面走在前列，计划在45个城市的100个数据中心部署液体冷却系统。无独有偶，总部位于美国旧金山的房地产投资公司Digital Realty也开始采用液体冷却技术的高密度主机托管产品，每个机架*可处理高达70千瓦(kW) 的工作负载。
*机架：放置服务器的设施，也叫机柜；机架里面的IT设备，除了服务器之外，还有磁盘阵列这样的专业存储设备。

芯片巨头英伟达也加入到这一行列中，在下一代服务器中添加了液冷设计，以管理中央处理器和图形处理器产生的热量，确保设备在物理意义上的使用功能。

仲量联行亚太区数据中心区域主管Andrew Green表示，未来机架密度将超过70千瓦，目前帮助这些高性能服务器实现“降温”唯一可行的解决方案是液体冷却，主要的方式分为直接冷却芯片或浸入式冷却。

“我们的数据中心的机架密度的发展，已经到了在物理学上空气冷却无法起效的阶段。”Andrew Green说道。“为了应对人工智能工作负载的增加，采用液体冷却技术是一个必然的发展方向。”

对于面临提高能源使用效率(PUE)压力的数据中心运营商来说，液体冷却在能源效率提升上具有显著优势。因为冷却制冷剂所需的能源更少，从而可以节省大量成本。

实际上，于企业而言，液冷技术带来的裨益远不止节约能源和成本，还能释放更多物理空间。Andrew Green分享道：“液体冷却装置无需使用机械设备进行空气冷却，这就腾出了宝贵的楼面空间，可用于增加数据大厅的容量。”

浸入式冷却装置的另一个优势是对地板之间的高度要求较低，仅为4米，与甲级办公楼的空间较为相似。与大多数现有数据中心所需的6米标准高度相比，高度的大幅降低带来了地板结构承重的增加。Andrew Green解释道：“如果在相同的地板面积上安装相同数量的计算设备，每平方米的重量将从12至15千帕增加到至少20千帕。”

液体冷却技术具有明显的优势，但对运营商来说，采用冷却技术是一项重大工程，这意味着可能需要对现有基础设施和设计进行彻底改造。其中，一个关键的设计变更涉及管道安装。Andrew Green说：“传统技术中，我们在防止水进入数据大厅方面做了很多努力，采用了预作用喷淋器和水检测系统。”

在现实情况下，专门建造的新型人工智能数据中心更适合采用液冷技术。对于现有的数据中心来说，有剩余容量的数据中心可以进行部分升级，但受限于基础设施，现有的数据中心不太可能升级为100%的人工智能版本。

“实时数据中心环境中的任何重大变化都是高风险的，必须谨慎管理。这些工程可能会导致其他数据大厅的服务中断，运营商必须考虑到这些。”Andrew Green还提到，“运营商应对变革的速度往往很慢，通常倾向于采用成熟的解决方案。”但是伴随着人工智能和更广泛的技术行业的快速发展，数据中心运营商不得不调整策略，拥抱新兴解决方案。Andrew Green分享道：“数据中心公司正在研究人工智能的部署，不仅希望将其运用到未来设施的设计中，并且致力于更好地让人工智能服务于更小、更老旧的建筑中。”

香港作为国际贸易及金融枢纽，基建设施健全先进，电力供应可靠稳定，无自然灾害的环境，而且政府正着力培养和吸引咨询通讯科技的专业人才，旨在吸引企业在港设立数据中心；近期葵涌万国数据香港二号数据中心录得大额租赁成交，印证了香港数据中心的蓬勃发展。此外，港府将在2024年上半年制订《香港氢能发展策略》，同时展开修订与氢能制造、储运、使用等相关法例的准备工作，相信将有助数据中心探索可持续能源解决方案。

对于涉足数据中心领域的商业地产市场参与者而言，全球能源困局既带来机遇，也充满挑战。人工智能将继续推动对高性能数据中心的需求，其技术风险也不能忽略，因此，能够提供可持续算力与相关技术的数据中心开发商与运营商有望将在技术浪潮中取得先机。