耿惠彬编译自JARN2023年6月号
 
        数据中心能耗的变化
        国际能源机构（IEA）发布了一些有关数据中心的有趣信息。根据IEA题为“2010-2019年互联网流量、数据中心工作负载和数据中心能源使用的全球趋势”的数据，如果2010年的互联网流量、数据中心工作负载和数据中心能源使用分别为1，则如图1所示，到2019年，它们分别增加了约12.1、7.5和1.0倍。这里，互联网流量是指每单位时间在线路上发送和接收的数据量，数据中心工作负载是指施加在数据中心上的处理负载量，而数据中心能耗是指数据中心中信息和通信技术（ICT设备本身）以及空调、照明等配套设备所消耗的能源。这些数据显示，2019年数据中心的工作负臷(根据互联网流量推算）与2010年相比有大幅增加，但处理这些工作所需的能源量保持不变。  
        根据IEA发布的题为“2010年至2022年全球数据中心能源需求（按数据中心类型划分）”的数据，当数据中心分为超大规模、云(非超大规模)和传统数据中心时，它们各自的能源需求从2010年的10、18和166TWh增加到2022年的93、69和39TWh。这表明，尽管超大规模和云数据中心等大型数据中心在2019年大幅增长，但这些类型数据中心的能源使用量仅比2010年增长了3.6%。  
        数据中心反其冷却技术的市场预测
        全球数据中心市场规模预计将从2022年的2633.4亿美元增长到2030年的6027.6亿美元。数据中心冷却市场规模预计将从2022年的133亿美元增长到2028年的303亿美元。
        数据中心已经成为当今社会不可缺少的一部分。已经制定了确保数据中心高效运行的法规，还启动了财政支持措施，以开发高效数据中心冷却技术，达到减少二氧化碳排放的目标。
        数据中心已经成为基础设施不可或缺的一部分，在各个领域支持社会活动，例如人们每天使用的互联网。预计未来对数据中心的需求将进一步增加，因为自动驾驶和数字化转型（DX）等社会变革需要数据中心的参与。
        传统上，数据中心所需的工作量和相关的热量都被抑制了，因为技术进步提高了中央处理器（CPU）和服务器的效率，并增强了散热能力。在未来，为了确保数据中心的可持续运营，满足日益增长的数据中心需求的新技术创新将是必不可少的。
 
        公众对数据中心的参与
         欧洲国家和美国正在关注上述数据中心问题，已经制定了确保数据中心高效运行的法规，还启动了财政支持措施，以开发数据中心的高效冷却技术。
        具体来说，2022年9月，美国能源部（DOE）决定资助减少数据中心冷却能耗的项目，目的是减少数据中心供电和冷却过程中产生的碳排放。这些项目包括四个技术类别，其中之一是为下一代高功率密度服务器开发节能冷却解决方案。2023年5月9日，美国能源部还宣布为15个项目提供4000万美元的资金，这些项目将开发高性能、节能的数据中心冷却解决方案。
 
        为改善数据中心能源使用效率（PUE）采取多种技术措施
        数据中心的能源使用状况可以按能源使用效率PUE(Power Usage Efficiency)耒评估，它是整个数据中心的能耗与信息技术（IT）设备的能耗之比，最终目标是使其达到1。使该比值大于1的最主要因素与服务器冷却的能耗相关。据说服务器冷却的能耗占整个数据中心能耗的近40%。
        传统上，数据中心的冷却方式是使用空调系统通过空气或水冷却，或使用室外空气自然冷却，或使用这两种方法的组合。
        但是，液体浸没冷却技术，通过直接将服务器浸入液体中冷却，近年来发展迅速，并受到人们的关注。微软和其他公司已经有使用这种方法的数据中心。
        2023年3月，日本KDDI、三菱重工(MHI)和NEC网络与系统集成公司（NESIC）宣布，他们已经开发出一种浸没式冷却系统，支持合作公司在超大规模数据中心中试用。与传统制冷方式的数据中心相比，浸没式冷却方式使服务器冷却能耗降低了94%，PUE高达1.05。
        2023年4月，新加坡南洋理工大学的科学家们宣布他们已经研制出一种喷雾冷却的原型，与此同时使用非介电物质直接冷却服务器CPU而无需散热器，从而实现了1.08的PUE，有助于减少CO2排放，实现高效数据中心。
 
        液体浸没式冷却方式呈上升趋势
        液体浸沒式冷却以及液体冷却最近已经被开发用于冷却具有大规模、高速计算能力的超级计算机中的图形处理器（GPU），因为使用低温空气冷却方法不能满足GPU的冷却需求。其中，液体浸没式冷却不仅被应用于GPU，而且也被应用于高度集成，产生大量热量的CPU，其未来市场有望在继续扩大。
        许多大型液体浸没式冷却公司都是较新的公司，包括Asperitas、绿色革命冷却公司、Iceotope和LiquidStack等公司。这些公司正在迅速扩大他们的业务范围。
 
        HVAC制造商数据中心冷却业务趋势
        为了应对快速增长的数据中心需求，许多供暖、通风和空调（HVAC）制造商，如施耐德电气和斯图尔兹公司，纷纷利用其产品进入数据中心制冷设备市场。
        此外，许多HVAC的其他厂商也在采取行动，扩展其数据中心制冷业务。Airedale在美国弗吉尼亚州新建了一家工厂，并从2022年中期开始为数据中心生产制冷机。大金集团收购了CM3建筑解决方案公司和美国联合航空产品公司。特灵为LiquidStack提供资金，该公司是两相液体浸没式冷却领域的全球领先企业，反映出公司对尖端冷却技术的浓厚兴趣。