【伺服器散熱革命】運算越快芯越燙 台廠搶食雲端巨擘液冷伺服器大單

科技巨擘馬不停蹄地布建資料中心,但隨著未來伺服器愈來愈燙,散熱成為迫在眉睫的最大難題。(翻攝Google官網)
科技巨擘馬不停蹄地布建資料中心,但隨著未來伺服器愈來愈燙,散熱成為迫在眉睫的最大難題。(翻攝Google官網)

5G正慢慢普及,元宇宙成為科技巨擘們認定的「未來」,微軟、谷歌、亞馬遜等雲端大咖在全球狂蓋資料中心,運算量也將隨即暴增,伺服器只會愈來愈燙;另一方面,當零/低碳排成為微軟、谷歌、亞馬遜等大咖勢在必行的方向,現有的伺服器散熱系統已不敷使用,散熱速度更快、整體耗能更低的「液冷散熱」正躍升為散熱舞台主角,成為資料中心的標準配備。然而,台廠早已全面佈局,從代工廠到零件商,搶下全球新散熱大單。

「散熱」這一件事,對於一台伺服器,乃至一整個資料中心來說,到底有多重要?

和桌上型電腦一樣,一台伺服器要計算運轉,勢必會發熱發燙,在過去卻只能在機房中架設空調、吹風扇讓它們「降溫」,單單散熱系統就占了伺服器總體耗能的60%,極其耗電。

各國缺電危機層出不窮,當用電量愈大,碳排量也愈大,工研院曾做過統計,院區近98%的碳排量是用電所致,而資料中心無疑是微軟(Microsoft)、谷歌(Google)、亞馬遜(Amazon)等公司業務版圖中,耗電量最大的項目,大家都為了下一代雲端資料中心的減碳問題大傷腦筋。

 

一位專家就對本刊直言,隨著5G普及,連線裝置和資訊傳輸量直線上升,對資料中心的使用需求也水漲船高。市調機構IDC估算,2020年全球資料中心的耗電量,大約占全球用電量1~1.5%,但若不加以控制,強化節能、散熱設計,悲觀預測,2023年這一數字將飆升逾10%

「美國要在2035年實現淨零碳排,雲端大廠們都有壓力,跟禁售燃油車一樣,伺服器節能減碳的改造不管划算與否,他們都得這麼做!」工研院資訊與通訊研究所組長王啟龍直接道出大廠們的壓力所在。

 

如今,被視為伺服器減碳的最佳利器——液冷散熱,已成為阿里巴巴、微軟等科技巨擘相繼進入的試煉場。

根據市調機構Global Market Insights預估,6年後,全球資料中心液冷散熱市場規模將達65億美元,和看年相比成長了4.3倍,而過去在伺服器及散熱製造實力堅強的台廠,早已成為協助雲端大廠技術改革的重要夥伴,大家都想爭食新一代散熱革命浮現的大餅。

阿里巴巴2017年亮相全球首台浸沒式液冷伺服器,直接把伺服器泡在特殊液體裡散熱。(翻攝微文庫)
阿里巴巴2017年亮相全球首台浸沒式液冷伺服器,直接把伺服器泡在特殊液體裡散熱。(翻攝微文庫)

 

為不讓阿里巴巴專美於前,今年四月,美國軟體與雲端巨擘微軟宣布將與來自台灣的伺服器業者緯穎攜手,在華盛頓州建立該公司全球第一座液冷資料中心,採用的正是緯穎開發的浸沒式冷卻系統。

多數伺服器製造商不養自己的散熱團隊,而以找協力廠商合作為主,但緯穎數年前就決定要把液冷散熱的關鍵技術掌握在手中,讓工程師自主研發。一位老緯穎人回憶當初,團隊甚至對相關規格還一知半解,一切從零開始學、一心鑽研,終於在2018年OCP全球高峰會,首度對外公開、大談自家液冷散熱技術,展示投入的決心。

除了常見的管線液冷散熱,緯穎更大刀闊斧研發節能幅度能再提升50%的「浸沒式散熱」,但其中最關鍵的「介電液」,卻只能向3M購買,價格十分昂貴,據本刊調查,市價一公斤高達100美元。為完成這最後一哩路,緯穎將介電液的主導權也握在自己手中,今年3月甚至斥資1千萬美元,參與了水冷公司LiquidStack的A輪融資。

微軟與緯創集團一直都有深度合作,也是緯穎的重要客戶。
微軟與緯創集團一直都有深度合作,也是緯穎的重要客戶。

 

不僅如此,被視為雲端伺服器心臟的處理器,近年來在英特爾、AMD二大半導體巨擘的相爭下,運算功能直線攀升,也讓處理器躲不過一年比一年更燙的宿命。像是自動設備大廠廣運熱傳事業部總經理陳茂欽就直指,2021年起英特爾、AMD推出的新伺服器處理器將飆升至350瓦,可謂是宣告伺服器液冷的時代來了!

翻開英特爾新一代伺服器平台的白皮書,英特爾已開始推薦客戶採用液冷散熱作為解決方案,在官方認證的液冷散熱供應商中,已是自動化設備中的佼佼者、在散熱領域卻是「新人」的廣運名列其中,也是英特爾合作的三間廠商中,唯一一間非美國公司。

業界人士表示,在英特爾推波助瀾下,愈來愈多業者逐漸認同液冷已成為不可逆轉的趨勢。據了解,如廣達、緯創、鴻海等台灣知名的伺服器ODM代工廠,都已紛紛前往歐美,搶奪新一波伺服器商機,且目前均向廣運購買液冷散熱產品進行測試,萬事準備就緒,只待新一代處理器正式推出。

廣運熱傳事業部總經理陳茂欽是該公司在液冷散熱布局的關鍵人物,投入散熱領域逾30年。
廣運熱傳事業部總經理陳茂欽是該公司在液冷散熱布局的關鍵人物,投入散熱領域逾30年。

 

不僅伺服器代工廠緯穎與散熱零件廠爭相投入液冷散熱新戰場,全球最大的伺服器機殼廠勤誠興業也向本刊透露,在關注液冷散熱兩年後,已確定2021年底要投入該領域。勤誠興業產品開發管理協理張鵬程透露,預計將在2022年中推出液冷散熱的全新產品線,作為供市場驗證的「過渡期產品」,獲得反饋後再一步步改進。就他看來,液冷散熱市場熱絡時間點,最快將在2~3年後發生。

特別值得一提的是,液冷解決方案並非只用在大型資料中心的高階伺服器,當晶片需要運算的東西愈來愈多、愈需精準,包含自駕車、電池儲能系統、5G基地台等,都將是液冷散熱的新機會,而台廠早已做好準備、蓄勢待發,坐等商機爆發。

 

 

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