人工智能在每次對(duì)話(huà)時(shí)，需要“喝”掉一口水、一瓶水，還是一噸水？到2030年，預(yù)估全球數(shù)據(jù)中心耗電量將超越哪個(gè)國(guó)家的總用電量，是意大利、日本還是印度？

4月24日，由上海氣候周、China ESG Alliancce與阿里巴巴集團(tuán)聯(lián)合舉辦的“綠色AI新質(zhì)生產(chǎn)力推動(dòng)更廣泛的企業(yè)服務(wù)”論壇上，演講之前，藝康集團(tuán)大中華區(qū)輕工業(yè)事業(yè)部副總裁周謐拋出了兩個(gè)有趣的小問(wèn)題。答案并不復(fù)雜，但也并非人人皆知——結(jié)果分別是，一瓶水、印度。

“但如果你使用AI agent，或者使用DeepSeek、ChatGPT的同時(shí)，點(diǎn)選了深度思考的按鈕，需要消耗的水就會(huì)從一瓶，變成一個(gè)‘噸噸桶’。”周謐說(shuō)。

當(dāng)天的論壇上，主辦方發(fā)布了由牛津大學(xué)背書(shū)和評(píng)選的上海氣候周-China ESG Alliance“2025十大值得關(guān)注的氣候技術(shù)”。其中之一，就是來(lái)自藝康納爾科的“液冷數(shù)據(jù)中心全生命周期水管理方案”。

構(gòu)建綠色AI

人工智能是新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的重要驅(qū)動(dòng)力量。隨著新一代人工智能技術(shù)快速演進(jìn)，特別是深度學(xué)習(xí)的發(fā)展，以及“人工智能+”行動(dòng)加快實(shí)施，加快賦能千行百業(yè)，算力需求呈現(xiàn)出前所未有的爆發(fā)式增長(zhǎng)，進(jìn)而帶動(dòng)數(shù)據(jù)中心、邊緣及端側(cè)算力建設(shè)。

但大規(guī)模數(shù)據(jù)中心建設(shè)，也推動(dòng)全球電力和水的需求大增。

國(guó)際能源署近日發(fā)布《能源與人工智能》特別報(bào)告顯示，2024年，數(shù)據(jù)中心約占全球電力消耗的1.5%，達(dá)到約415太瓦時(shí)。按照現(xiàn)有速度，到2030年，全球數(shù)據(jù)中心的電力需求將增加一倍以上，達(dá)到約945太瓦時(shí)。2035年，全球數(shù)據(jù)中心電力消耗將攀升至約1200太瓦時(shí)。

而從全球大型數(shù)據(jù)中心的實(shí)際水耗來(lái)看，谷歌在2023年達(dá)到242億升，這相當(dāng)于1.7個(gè)西湖的水量。如果把谷歌、微軟、meta三家公司的數(shù)據(jù)中心一年耗水量加起來(lái)，按照上海2500萬(wàn)人口來(lái)計(jì)算，就相當(dāng)于每個(gè)上海人洗22天澡的總用水量。

顯然，AI時(shí)代的能源挑戰(zhàn)，已經(jīng)越發(fā)清晰和緊迫了。

“我們需要去平衡創(chuàng)新和可持續(xù)發(fā)展這兩個(gè)問(wèn)題。”世界經(jīng)濟(jì)論壇氣候與資源項(xiàng)目大中華區(qū)總負(fù)責(zé)人房偉權(quán)博士說(shuō)。

綠色AI、綠色算力，成為必選項(xiàng)。

阿里云國(guó)際業(yè)務(wù)副總裁、行動(dòng)解決方案研發(fā)總經(jīng)理方海東表示，阿里云從“上云、用數(shù)、賦智”三個(gè)維度，幫助企業(yè)在綠色轉(zhuǎn)型的道路上破局前行。

其中，在上云方面，從傳統(tǒng)IDC轉(zhuǎn)向云計(jì)算，通過(guò)基礎(chǔ)設(shè)施優(yōu)化，企業(yè)可實(shí)現(xiàn)高達(dá)85.5%的碳排放減少;用數(shù)方面，通過(guò)數(shù)字化能源管理工具“能耗寶”，幫助企業(yè)精細(xì)化管理能耗，節(jié)能效率提升約12%;賦智方面，使用AI賦能ESG管理與洞察，通過(guò)AI輔助報(bào)告生成，人力投入成本最多可降低80%。

提高數(shù)據(jù)中心水利用效率的關(guān)鍵

對(duì)綠色AI、綠色算力的需求，使得數(shù)據(jù)中心的能效管理，無(wú)論如何不能忽視水。

“從能耗的角度來(lái)看，全球數(shù)據(jù)中心目前大概占全球耗電量的1.5%，占全球用水量的1%。到2030年，隨著更多的數(shù)據(jù)中心投入使用，這個(gè)數(shù)字比例肯定會(huì)翻倍。”周謐說(shuō)。數(shù)據(jù)中心的用水和能效息息相關(guān)，水是幫助整個(gè)數(shù)據(jù)中心進(jìn)行冷卻的一種介質(zhì)。也因此，必須要以水之力，來(lái)助力AI時(shí)代下數(shù)據(jù)中心面臨的挑戰(zhàn)。

數(shù)據(jù)中心的水耗包括由冷卻系統(tǒng)用水等產(chǎn)生的直接水耗，以及電力生產(chǎn)用水產(chǎn)生的間接水耗。其中，冷卻系統(tǒng)是數(shù)據(jù)中心水耗的主要來(lái)源之一，貢獻(xiàn)了超過(guò)95%的WUE（水利用效率）。

因此，要提高數(shù)據(jù)中心的水利用效率，關(guān)鍵也在這里。近年來(lái)，隨著芯片功耗以及數(shù)據(jù)中心單機(jī)柜功率密度持續(xù)攀升，疊加各地PUE（電能利用效率）、WUE的日漸嚴(yán)格要求，數(shù)據(jù)中心的冷卻方式也正在不斷革新。越來(lái)越多的數(shù)據(jù)中心轉(zhuǎn)向使用冷卻效率高、PUE及WUE低、集成度高、可靠性強(qiáng)和運(yùn)維方便的液冷技術(shù)。

數(shù)據(jù)顯示，由于液冷是直接到達(dá)芯片的冷卻，因此可以提升1000-3000倍冷卻效率。

國(guó)際數(shù)據(jù)公司（IDC）4月8日公布的《中國(guó)半年度液冷服務(wù)器市場(chǎng)（2024下半年）跟蹤報(bào)告》顯示，2024年中國(guó)液冷服務(wù)器市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到23.7億美元，同比增長(zhǎng)67.0%。預(yù)計(jì)2024年至2029年，中國(guó)液冷服務(wù)器市場(chǎng)年復(fù)合增長(zhǎng)率將達(dá)到46.8%，2029年市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到162億美元。

不過(guò)，由于液冷是一個(gè)較新的技術(shù)，當(dāng)前，液冷數(shù)據(jù)中心仍面臨諸多挑戰(zhàn)，比如缺少標(biāo)準(zhǔn)化與行業(yè)先例，存在降解與污染、高運(yùn)營(yíng)波動(dòng)性、泄露及損壞風(fēng)險(xiǎn)。

僅以二次側(cè)冷卻液來(lái)看，藝康全球分析實(shí)驗(yàn)室對(duì)液冷數(shù)據(jù)中心165份二次側(cè)冷卻液樣品進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)79%的樣品至少有一項(xiàng)指標(biāo)異常：其中57%是pH值過(guò)低，46%是堿度過(guò)低，27%是乙二醇濃度過(guò)低。

冷卻液的降解帶來(lái)的直接問(wèn)題是抑菌能力的降低與微生物的快速繁殖，周謐解釋說(shuō)，這對(duì)液冷數(shù)據(jù)中心的可靠性與安全性有很大的影響，一旦微生物快速繁殖，菌膜在冷卻系統(tǒng)內(nèi)的沉積和堵塞會(huì)直接影響換熱效率，可能出現(xiàn)系統(tǒng)宕機(jī)，造成很大的運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)。更有甚者，微生物對(duì)冷板的腐蝕可能會(huì)造成冷卻液的泄露，對(duì)服務(wù)器造成損壞。

構(gòu)建全生命周期水管理

針對(duì)液冷數(shù)據(jù)中心的上述諸種挑戰(zhàn)，藝康集團(tuán)（紐交所代碼：ECL）旗下專(zhuān)注于水處理和工藝改進(jìn)的品牌納爾科，已經(jīng)開(kāi)發(fā)了多項(xiàng)專(zhuān)門(mén)的技術(shù)方案，覆蓋冷卻液的質(zhì)量，化學(xué)品的方案、現(xiàn)場(chǎng)的維護(hù)等。并且可以通過(guò)3D TRASAR TM數(shù)字化平臺(tái)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)冷卻液的關(guān)鍵參數(shù)，提供對(duì)于水處理系統(tǒng)性能的深度洞察，數(shù)據(jù)中心就可以據(jù)此來(lái)持續(xù)優(yōu)化系統(tǒng)性能，快速糾錯(cuò)，減少宕機(jī)時(shí)間，提升效率，優(yōu)化成本。

在此基礎(chǔ)上，納爾科進(jìn)一步形成了液冷數(shù)據(jù)中心全生命周期水管理方案，通過(guò)從設(shè)計(jì)，制造到運(yùn)輸，安裝，維護(hù)的全生命周期管理，保障數(shù)據(jù)中心的安全性，避免因冷卻液泄露導(dǎo)致的服務(wù)器損壞，以及傳熱效率下降而引發(fā)的宕機(jī)風(fēng)險(xiǎn)。

目前，納爾科服務(wù)于全球1100逾家數(shù)據(jù)中心企業(yè)，超過(guò)90%的超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心集團(tuán)選擇藝康納爾科數(shù)據(jù)中心解決方案，并已在國(guó)內(nèi)多家頭部數(shù)據(jù)中心有成熟應(yīng)用案例。

一家位于中國(guó)北部的液冷數(shù)據(jù)中心，采用冷板式液冷系統(tǒng)，單機(jī)房配有18個(gè)回路、36個(gè)CDU，系統(tǒng)使用RO（反滲透）水作為冷卻介質(zhì)。藝康接手后發(fā)現(xiàn)，該數(shù)據(jù)中心液冷系統(tǒng)二次側(cè)出現(xiàn)嚴(yán)重微生物超標(biāo)和腐蝕問(wèn)題，嚴(yán)重影響換熱效率，不得不每周換水來(lái)規(guī)避宕機(jī)風(fēng)險(xiǎn)，但泄露風(fēng)險(xiǎn)依然存在。

于是，納爾科對(duì)現(xiàn)有液冷二次側(cè)水系統(tǒng)進(jìn)行樣品分析，并針對(duì)性地選擇專(zhuān)業(yè)化學(xué)品方案，有效控制了微生物和腐蝕問(wèn)題。同時(shí)對(duì)新入場(chǎng)的系統(tǒng)引入了液冷全生命周期管理的概念，在系統(tǒng)接入之前便做了有效的清洗與抑菌管理。對(duì)于整體冷卻系統(tǒng)，建立水質(zhì)監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)管理、現(xiàn)場(chǎng)和遠(yuǎn)程專(zhuān)家服務(wù)以及時(shí)發(fā)現(xiàn)可能的風(fēng)險(xiǎn)，及時(shí)采取措施，確保系統(tǒng)安全高效率運(yùn)行。

在這之后，該數(shù)據(jù)中心的系統(tǒng)換水頻次從2周/次延長(zhǎng)至超過(guò)1年/次，管路的腐蝕率有效降低至安全范圍。同時(shí)，還有效節(jié)約了每年清洗維護(hù)的人工和耗材費(fèi)用約15萬(wàn)元。更重要的是，避免了因冷卻液泄露和因過(guò)熱導(dǎo)致的宕機(jī)風(fēng)險(xiǎn)，總價(jià)值收益超過(guò)百萬(wàn)元。

周謐表示，如果未來(lái)可以在所有的液冷數(shù)據(jù)中心推進(jìn)這樣的全生命周期水管理最佳實(shí)踐，受益的將不僅僅是這個(gè)行業(yè)，還會(huì)為進(jìn)一步加快人工智能科技創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)發(fā)展和賦能應(yīng)用，提供更強(qiáng)有力的支撐。