Immersionskühlungsmarkt in Rechenzentren Größe und Ausblick, 2022-2030

Marktübersicht

Der weltweite Markt für Immersionskühlung in der Größe von Rechenzentren wurde im Jahr 2021 auf 245 Millionen US-Dollar geschätzt. Es wird geschätzt, dass es bis 2030 einen erwarteten Wert von 1675 Millionen US-Dollar erreichen wird, bei einem CAGR von 23,8 % im Prognosezeitraum (2022–2030).

Das Konzept der Flüssigkeitsimmersionskühlung ist im globalen IT-Infrastrukturmarkt seit langem bekannt. Betreiber von Hochleistungsrechnern (HPC) wie Intel experimentieren und nutzen die Technologie seit 2012. Der Umgang mit hoher Stromverbrauchsdichte treibt den Markt an, da viele Branchenschätzungen die Kühlkosten auf etwa 40 % der Rechenzentrumskosten belaufen Energieverbrauch. Durch die Immersionskühlung kann der Energieverbrauch des Rechenzentrums um über 60 % gesenkt werden, einige Systeme geben sogar eine Reduzierung um bis zu 95 % an. Für viele Rechenzentren bedeutet dies jährliche Einsparungen in Millionenhöhe.

Allerdings zwang der jüngste Anstieg der Bauaktivitäten für Rechenzentren, die hauptsächlich auf die Versorgung stark frequentierter Zonen mit minimaler Latenz abzielten, die Rechenzentrumsbetreiber, über eine geeignete Umgebung hinaus in komplexe städtische Einrichtungen zu expandieren. Dies erhöhte die Nachfrage nach Serverkühlungstechnologie, die mit den Umwelt- und Platzbeschränkungen verbunden ist, die herkömmliche Luft- und Flüssigkeitskühlungsverfahren mit sich bringen. Der zunehmende Bedarf an Lösungen kann die physische Stellfläche des Rechenzentrums erheblich reduzieren und gleichzeitig Operationen mit hoher Dichte ermöglichen, was die Nachfrage nach Immersionskühlung erhöht.

Marktdynamik

Globaler Markt für Immersionskühlung in Rechenzentren – Treiber

Anstieg der Anzahl von Hyperscale-Rechenzentren

Wachsende Entwicklungen in der IT-Infrastruktur in Schwellenländern wie Indien, China und anderen Ländern dürften die Nachfrage nach Rechenzentren positiv steigern. Es wird erwartet, dass der Bedarf an Rechenzentren aufgrund der Einführung des Cloud-Modells steigt, was Kosten- und Betriebsvorteile für die IT-Branche mit sich bringt. Laut einer Studie von NTT Ltd gaben mehr als die Hälfte der Befragten (52 %) an, dass die Cloud die größten transformativen Auswirkungen auf die Geschäftsabläufe ihres Unternehmens haben würde. Daher wird die Nachfrage nach der Kühlung von Rechenzentren steigen, was zur Implementierung von Flüssigkeitskühlungsmethoden basierend auf den Präferenzen der Endbenutzer führen wird.

Ein Bericht über den indischen Rechenzentrumsmarkt von Straits Research Advisory and Intelligence schätzt, dass die Branche bis 2026 mit einer jährlichen Wachstumsrate von 12 Prozent wachsen wird. Mehrere Trends und Technologien werden dieses Wachstum vorantreiben. Eine aktuelle Umfrage des Uptime Institute ergab, dass 73 % der Rechenzentrumsmanager aufgrund der Pandemie mit einem verstärkten Einsatz von Automatisierung rechnen. Darüber hinaus ging ein Drittel davon aus, dass sich die Herausforderungen bei der Einstellung von Mitarbeitern auf kleinere Betriebsteams auswirken werden, auch wenn das Servervolumen weiter steigt.

Private-Equity-Firmen und große Investmentfirmen eroberten sich im Jahr 2021 weitere Anteile am Rechenzentrumsmarkt, indem sie Dutzende Milliarden Dollar durch Übernahmen ausgab, ohne Pläne für eine Verlangsamung im Jahr 2022. Solche Investitionen kurbeln die Marktnachfrage an.

Umgang mit Stromverbrauch bei hoher Dichte

Seit 1990 hat sich der Energieverbrauch für die Raumkühlung mehr als verdreifacht, was die Stromversorgungssysteme vor erhebliche Herausforderungen stellt, insbesondere in Spitzenlastzeiten und bei extremen Hitzeereignissen. Im Jahr 2020 stieg der weltweite Bedarf an Raumkühlung erneut, was teilweise auf die zunehmende Kühlung von Häusern zurückzuführen ist, da immer mehr Menschen mehr Zeit zu Hause verbringen. Im Jahr 2020 machte die Raumkühlung etwa 16 % des Endstromverbrauchs im Bausektor aus (rund 1.885 TWh).

Der Bedarf an einem Kühlsystem für eine bessere Effizienz wird durch klare Anzeichen dafür deutlich, dass die Rechenzentrumsbetreiber in den letzten Jahren die Rack-Dichten erhöht haben (laut AFCOM). Darüber hinaus ist laut Cisco Systems die Speicherkapazität des Rechenzentrums für Co-Location von 250 Exabyte im Jahr 2018 auf 330 Exabyte im Jahr 2019 gestiegen. Dann hat der zunehmende Einsatz von Big Data, KI, um nur einige zu nennen, Unternehmen mit der Herausforderung konfrontiert eine Herausforderung der Datenknappheit. Beispielsweise baute die IBM Corporation in den USA vier neue Cloud-Rechenzentren als Reaktion auf die wachsende Nachfrage des Landes nach kognitiven Fähigkeiten. Dies wird diese Rechenzentren wahrscheinlich dazu ermutigen, Kühltechnologien einzusetzen.

Im Hinblick auf die Energieabsorption werden bei der Flüssigkeitsimmersionskühlung alle elektrischen Komponenten in eine dialektische Flüssigkeit getaucht, wodurch der Energie-Fußabdruck der IT allein um 10 bis 45 % reduziert wird, so Asperitas, ein niederländisches Startup, das Plug-and-Play-Flüssigkeitskühlung verkauft Kühlmodule bis hin zu Rechenzentren. Es wurde außerdem hervorgehoben, dass geeignete dielektrische Flüssigkeiten etwa 1.500-mal mehr Wärme absorbieren als Luft bei gleichen Volumina und Temperaturen. Alle diese Faktoren tragen zum Marktwachstum bei.

Zurückhaltung auf dem globalen Markt für Immersionskühlung in Rechenzentren

Hohe Investition mit höherem Kapitalaufwand

Für ein großes Unternehmen können die Kosten für den häufigeren Austausch ausgefallener Server im Laufe der Zeit günstiger sein als die Kosten für den Betrieb einer Hyper-Scale-Anlage bei niedrigeren Temperaturen. Da jedoch die zunehmende Integration von GPUs in Rechenzentren durch den Bedarf an besserer Rechenleistung vorangetrieben wird, müssen große Unternehmen auf eine effiziente Kühltechnologie umsteigen.

Wenn man das zweiphasige Tauchkühlsystem mit dem einphasigen Tauchkühlsystem vergleicht, sind die Vorabkosten des zweiphasigen Tauchkühlsystems aufgrund der komplexen Technik weitaus höher als die des einphasigen Tauchkühlsystems. Da die Immersionstechnologie im Vergleich zu Wasser oder Luft neu ist und die Kühltechnologie noch innovativ ist, sind die Kosten im Vergleich zu herkömmlichen Technologien vergleichsweise hoch.

Darüber hinaus sind die Kosten für Kühlmittel auf Fluorkohlenwasserstoffbasis hoch, da diese regelmäßig nachgefüllt werden müssen. Diese Kühlmittel kosten Hunderte von Dollar pro Gallone, um die Gesamtbetriebskosten in die Höhe zu treiben und eventuelle kleine Effizienzgewinne auszugleichen, ganz zu schweigen von den Gesamtbetriebskosten (TCO). Alle oben genannten Faktoren behindern das Marktwachstum.

Globaler Markt für Immersionskühlung in Rechenzentren – Chancen

Signifikantes Wachstum der Innovationsaktivitäten zwischen Rechenzentrumsanbietern und Anbietern von Immersionsflüssigkeiten

Die Innovationsaktivitäten zwischen Rechenzentrumsanbietern und Immersionsflüssigkeitsanbietern haben erheblich zugenommen. Digital Reality testet im Rahmen seiner digitalen Plattformstrategie mit Summer eine einphasige Immersionskühlungslösung. Solche Partnerschaften sind in Zukunft zu sehen, da die Pandemie den Bedarf an Rechenzentren erhöht. Eine neu konzipierte Serverarchitektur, die für Anwendungen mit geringer Latenz, hoher Leistung und wartungsarmen Betrieb optimiert ist, wird durch die Möglichkeit ermöglicht, Server eng aneinander im Tank zu packen. Für den Einsatz in Anwendungen wie selbstfahrenden Autos könnte ein solcher Tank unter einem 5G-Mobilfunkmast mitten in einer Stadt platziert werden.

Es wird erwartet, dass Richtlinien wie die Aufbewahrung der Daten in dem geografischen Gebiet, in dem das Gesetz des Landes den Datenschutz regelt, die Einführung von Rechenzentren in den Regionen vorantreiben werden, in denen die Immersionskühlung als Anfangsinvestition Vorteile bei den wiederkehrenden Kosten bringt, indem sie die Effizienz verbessert. Reduzierung des benötigten Gebäuderaums, geringere Wartungshäufigkeit, geringere Energiekosten und weniger mechanische Teile im Betrieb.

Regionalanalyse

Nach Regionen ist der globale Markt für Immersionskühlung in Rechenzentren in Nordamerika, Europa, den asiatisch-pazifischen Raum und den Rest der Welt unterteilt.

Nordamerika hatte den größten Marktanteil und wird im Prognosezeitraum voraussichtlich mit einer jährlichen Wachstumsrate von 26,7 % wachsen. Neuere Technologien werden in Nordamerika schnell übernommen. Investoren von Rechenzentren investieren mehr Geld in Direct-to-Chip- und Liquid-Immersions-Kühltechnologien. Die weltweite Entwicklung von 5G-Netzen – zu deren ersten Anwendern die USA gehören – hat die Bedeutung von Edge-Rechenzentren erhöht. Viele amerikanische Betreiber haben begonnen, in diese Zentren zu investieren, darunter EdgePresence, EdgeMicro und American Towers.

Darüber hinaus ist laut Cisco Systems der mobile Datenverkehr in den Vereinigten Staaten im Laufe der Zeit erheblich gewachsen, von 1,26 Exabyte Datenverkehr pro Monat im Jahr 2017 auf 7,75 Exabyte pro Monat im Jahr 2022. Bis 2030 wird sich dieser Datenverkehr voraussichtlich verdreifachen. laut Ericsson. Darüber hinaus nutzen Privatpersonen und Unternehmen in den Vereinigten Staaten häufiger das Internet. Das Land ist der größte Markt für den Betrieb von Rechenzentren und wächst aufgrund des erhöhten Datenverbrauchs der Endbenutzer immer noch. Dank der wachsenden Beliebtheit des Internets der Dinge (IoT), das ein wichtiger Treiber für den US-Markt für Hyper-Scale-Rechenzentren ist, können jetzt mehr Einrichtungen Exabytes an Daten unterstützen, die sowohl von Geschäftsanwendern als auch von Verbrauchern generiert werden.

Der asiatisch-pazifische Raum ist die zweitgrößte Region. Es wird geschätzt, dass es bis 2030 einen erwarteten Wert von 955 Millionen US-Dollar bei einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 26,5 % erreichen wird. Die Rechenzentrumsbranche verzeichnet ein erhebliches Wachstum und konzentriert sich zunehmend auf Effizienz und maximale Betriebszeit. China konzentriert sich stark darauf, beim Bau von Rechenzentren die Führung gegenüber seinen globalen Mitbewerbern zu übernehmen. Größere Unternehmen wollen ihre Rechenzentren vergrößern, um die Stabilität und Zuverlässigkeit von Datendiensten wie der Anwendung von 5G, tragbaren Geräten und dem Internet der Dinge zu gewährleisten. und künstliche Intelligenz führt zu einem wachsenden Bedarf an Rechenleistung. Da künstliche Intelligenz und ähnliche Lasten in mehreren Branchen Chinas zur Standardpraxis werden, halten Beschleunigerprozessoren Einzug in die Rechenzentren von Unternehmen. Latenzfreie Technologien verarbeiten Informationen mit Hilfe von Beschleunigungssystemen mit astronomischer Geschwindigkeit, was die Anforderungen aller latenzempfindlichen Dienste erhöht. Diese Hardwarebeschleuniger haben einen höheren Kühlbedarf, so dass sie etwa 200 W oder mehr zur Kühlung benötigen. Zusammen mit einem Hochleistungsserver kann der Kühlbedarf des einzelnen Systems fast 1 kW betragen. Dadurch wird der Einsatz immersiver Kühltechnologie in den Rechenzentren der Region vorangetrieben.

Europa ist die drittgrößte Region. Die Verbreitung von KI, Edge Computing, 5G, reduzierten CO2-Emissionen und mehr in ganz Europa stellt neue Herausforderungen für den Bau älterer und neuer Rechenzentren dar. Im November 2020 schloss GRC, eine Behörde für einphasige Immersionskühlung für Rechenzentren, einen neuen Partnerschaftsvertrag mit Total Data Center Solutions (TDCS), einem Anbieter geschäftskritischer Infrastrukturlösungen für Rechenzentren in ganz Europa und der nordischen Region wesentlich auf Energieeffizienz und CO2-Reduktion. Die Verbreitung von KI, Edge Computing, 5G, reduzierten CO2-Emissionen und mehr in ganz Europa stellt neue Herausforderungen für den Bau älterer und neuer Rechenzentren dar. Im November 2020 schloss GRC, eine Behörde für einphasige Immersionskühlung für Rechenzentren, einen neuen Partnerschaftsvertrag mit Total Data Center Solutions (TDCS), einem Anbieter geschäftskritischer Infrastrukturlösungen für Rechenzentren in ganz Europa und der nordischen Region wesentlich auf Energieeffizienz und CO2-Reduktion. Alle diese Faktoren tragen zum Marktwachstum bei.

Segmentanalyse

Der globale Markt für Immersionskühlung in Rechenzentren ist nach Typ, Kühlflüssigkeit, Anwendung und Region segmentiert.

Nach Typanalyse

Nach Typ ist der globale Markt für Tauchkühlung in Rechenzentren in einphasige und zweiphasige Tauchkühlungssysteme unterteilt. Das Segment der zweiphasigen Tauchkühlsysteme hatte den größten Marktanteil und wird im Prognosezeitraum voraussichtlich mit einer jährlichen Wachstumsrate von 26,7 % wachsen. Es wird erwartet, dass im Prognosezeitraum eine CAGR von 31,1 % verzeichnet wird. Bei der Zweiphasen-Tauchkühlung (TPIC) handelt es sich in erster Linie um die Lagerung von IT-Hardware in einem offenen Tank, der mit einem dielektrischen Kühlmittel mit niedrigem Siedepunkt gefüllt ist. Wenn die Hardware den Tank erhitzt, bringt sie die Flüssigkeit zum Sieden, was zu einer Zustandsänderung führt und die Wärmeübertragung ermöglicht. Die Flüssigkeit wandelt sich in Dampf um und steigt auf, um schließlich an einer wassergekühlten Kondensatorschlange zu kondensieren und ohne den Einsatz von Pumpen in einen Tank zurückzufallen. Laut Schneider, einem wichtigen Lieferkettenpartner auf dem Markt für Tauchkühlung in Rechenzentren, ermöglicht ein optimiertes System bis zu 95 % Kühlenergieeinsparungen bei minimalem Flüssigkeitsverlust. Solche Eigenschaften treiben das Segmentwachstum voran.

Durch Kühlflüssigkeitsanalyse

Nach Kühlflüssigkeit ist der globale Markt für Immersionskühlung in Rechenzentren in Mineralöl, entionisiertes Wasser, Flüssigkeiten auf Fluorkohlenwasserstoffbasis und synthetische Flüssigkeiten unterteilt. Den größten Marktanteil hatte im Prognosezeitraum das Mineralölsegment. Die Ölimmersionskühlung von Rechenzentren bietet eine höhere Zuverlässigkeit bei gleichmäßigen Temperaturbedingungen im Betrieb, indem sie häufige Betriebsprobleme wie Überhitzung und Temperaturschwankungen im System, Lüfterausfälle in Servern, Lärm, Staub, Luftqualität, Korrosion und elektrochemische Migration minimiert. Als Dielektrikum für die immersive Serverkühlung wurden Mineral- und Weißöle verwendet. Dennoch führten Materialkompatibilitätsprobleme, Inkonsistenzen bei der Qualitätskontrolle und niedrigere Flammpunkte dazu, dass die IT-Branche von der Verwendung abkam. Solche Funktionen treiben das Marktwachstum voran.

Durch Anwendungsanalyse

Je nach Anwendung ist der globale Markt für Immersionskühlung in Rechenzentren in Hochleistungsrechnen, Edge-Computing, künstliche Intelligenz, Kryptowährungs-Mining und andere Anwendungen unterteilt. Das Segment Hochleistungsrechnen hatte im Prognosezeitraum den größten Marktanteil. Um die Erweiterung zu erleichtern, ist Immersion ideal für die Kühlung GPU-beschleunigter Server. Es kann bis zu 100 kW/Rack verarbeiten, was fast dem Zehnfachen einiger luftgekühlter Racks entspricht, sodass tauchgekühlte Racks vollständig mit GPU-basierten Servern bestückt werden können. Da Strom- und Wärmelasten zunehmend innerhalb des Rechenzentrums verlagert werden, benötigen Rechenzentren eine ausgefeiltere Kühlung, beispielsweise durch Eintauchen, um diesen Anforderungen gerecht zu werden. Im November 2020 wurde Asperitas von Shell ausgewählt, um ein Infrastruktur-Upgrade für Shells HPC-Cluster in Amsterdam bereitzustellen. Der Einsatz der AIC24-Lösung wird den Anforderungen des HPC-Teams von Shell nach effizientem High-Density- und Performance-Computing sowohl auf System- als auch auf Serverebene in einer nachhaltigen Rechenzentrumsumgebung gerecht. Das System ermöglicht sowohl CPU- als auch GPU-gesteuerte Anwendungen und bietet die Flexibilität, sich schnell an zukünftige Anforderungen und Hardwaregenerationen anzupassen.

jüngsten Entwicklungen

• September 2022 – Mit der Übernahme von InPhySec aus Neuseeland, einem Anbieter von Cybersicherheitsdiensten, haben Fujitsu Limited, Fujitsu Australia und Fujitsu New Zealand Schritte unternommen, um ihre Sicherheitsdienstleistungsfähigkeiten zu verbessern. Diese Aktion stellt die jüngste Entwicklung in der globalen M&A-Strategie von Fujitsu dar. Es erweitert die Dienstleistungen der kürzlich übernommenen Unternehmen Versor, oobe und Enable Professional Services, um Kunden auf ihrem Weg zur digitalen Transformation zu unterstützen.
• September 2022 – Fujitsu kündigte an, dass es am 4. Oktober 2022 (Japan, Europa und Amerika) und am 12. Oktober 2022 (Asien und Ozeanien) sein globales Flaggschiff-Online-Event, Fujitsu ActivateNow 2022, veranstalten wird. und Fallstudien zur Förderung der Nachhaltigkeitstransformation durch digitale Innovation bei verschiedenen Interessengruppen, darunter der Gesellschaft, Kunden, Partnern und Führungskräften der nächsten Generation.