每经记者:范芊芊 每经编辑:文多
在影戏 《流浪 地球2》中,出现了一台“2058年的盘算 机” ,它可满意 数万座发动机协同运作,并支持 “数字生命 ”筹划 所需算力。这台新型盘算 机的“原型”泉源 于中科曙光还未正式发布的“缸式”新型浸没液冷盘算 机。中科曙光及旗下公司曙光数创在液冷技能 范畴 已探索多年,这一技能 如今 被广泛用于构建绿色数据(算力)中心 。
盘算 、存储、网络被称为数据中心 的三大IT底子 办法 ,也是数据中心 耗电量的紧张 泉源 ,为了办理 数据中心 节能减碳题目 ,中科曙光旗下公司曙光数创推出浸没式相变液冷方案为服务器“降温 ”。客岁 ,中科曙光则推出了曙光ParaStor液冷存储体系 为存储器“降温”,打造存算一栈式液冷方案。
如今 ,由中科曙光参加 建立 的浩繁 液冷数据中心 ,一年节流 电能达2亿度,节流 的这些电能可满意 12.5万个中国家庭整年 用电,相称 于镌汰 66157吨二氧化碳的排放 。
数据中心 毕竟 有多耗电?
国家“东数西算”工程启动已有一年 ,天下 各地的数据中心 项目正在紧锣密鼓地建立 中,以满意 数字经济期间 日益增长的算力需求。作为新基建的紧张 构成 部分 ,算力已经成为拉动数字经济增长的一辆紧张 马车,是新的生产力。
但与此同时 ,数据中心 也被业内称为耗电大户 。中国电子技能 标准 化研究院数据表现 ,2021年天下 数据中心 能源斲丧 到达 2166亿千瓦时,这相称 于超1亿个中国家庭的整年 用电量。在“双碳 ”战略目标 的配景 下 ,如安在 保障数据中心 稳固 高效运营的条件 下节能减排,成为业界和学界研究的重点。
数据中心 为何耗电量大?在曙光云盘算 团体 首席战略架构师王建波看来,数据中心 的耗电表现 在两个方面 ,一方面是数据中心 所承载的提供算力服务的IT装备 ,另一方面则是保障IT装备 稳固 运行的制冷装备 。
服务器 、存储、网络被称为数据中心 底子 办法 的三大件。在一座超大型数据中内心 ,数层高楼 ,数千平方米的地皮 上,仅密密麻麻分列 着的服务器就数以万计,这些装备 24小时不绝 歇运行 ,以支持 上游应用场景,此中 一张提供算力的GPU卡的功率都有几百瓦,可想而知一座数据中心 的能耗量是一个天文数字。
随着应用场景对算力的种类数量 和质量精度等要求越来越高,服务器的耗电量将越来越大 。王建波告诉记者 ,(服务器)处理 惩罚 性能越强,集成度越高,耗电量同样也就越大 ,这是一种相辅相成的关系。“比方 一块单晶硅片上集成的数字电路越麋集 ,其处理 惩罚 本领 越强,但耗电量也越大。”
保障IT装备 稳固 运行的其他装备 则包罗 除湿、散热等装备 。在业内 ,为了精准盘算 数据中心 的能源利用 率,将数据中心 斲丧 的全部 能源与IT负载斲丧 的能源的比值称为PUE(Power Usage Effectiveness),PUE值越低 ,意味着能源利用 率越高 。
要实现数据中心 的节能减排,则要从低落 PUE值来入手。工信部印发的《新型数据中心 发展三年举措 筹划 (2021-2023年)》中,明白 指出到2023年底 ,新建大型及以上数据中心 PUE低落 到1.3以下,寒冷 和寒冷 地区 力图 低落 到1.25以下。
怎样 给服务器“降温”?
那么怎样 低落 数据中心 PUE值?耗电量最大的服务器是节能降碳的重点,冷却则是关键一环,一方面高温大概 会使服务器克制 运行 ,另一方面温度越高则意味着降温必要 斲丧 的电量越大 。“数据中心 制冷重要 有几种方式,如风冷 、液冷等,此中 PUE到达 1.1以下的根本 依靠 液冷。 ”王建波告诉记者。
所谓液冷 ,是指用活动 液体将盘算 机内部元器件产生的热量转达 到盘算 机外,以包管 盘算 机工作在安全温度范围内的一种冷却方法,如今 液冷技能 分为冷板式、喷洒式和浸没式 。
早在2011年 ,中科曙光便开始节能液冷技能 的探索与研究,其浸没式相变液体方案被应用于天下 多个数据中心 。
在成都中科曙光参建的一座“绿色数据中心 ”,机房的服务器就采取 了曙光数创的浸没式相变液冷方案。记者相识 到 ,包罗 CPU(中心 处理 惩罚 器)、GPU(图形处理 惩罚 器)等元器件在内的服务器被直接浸没在一种电子氟化液中,不绝 冒出沸腾的吝啬 泡,这些吝啬 泡带着热量进入装有冷水的冷却装置 ,待温度降落 后再循环回到服务器,而吸取 了热量的热水则随着管道进入外部的冷却塔 。
所谓浸没式相变液冷方案,关键词是“浸没”和“相变 ”。王建波告诉记者,区别于冷板式液冷 ,浸没式相变液冷方案不是将散热最多的关键元器件放入液体中,而是将服务器团体 浸没在液体中。相变则是指物质状态发生改变,高温使上述电子氟化液在50摄氏度左右便沸腾转化为气体 ,继而与冷水举行 热互换 。
上述散热方式能带来哪些益处呢?一方面由于上述液态高分子质料 沸点较低,该办理 方案可使CPU等重要 芯片运行温度降落 10摄氏度左右,从而额外带来10%~30%的应用性能提拔 ,同时温度变革 幅度减小,也提拔 了数据中心 运行的稳固 可靠性;另一方面该办理 方案去掉了空调体系 以及对应的风冷底子 办法 ,建立 本钱 低落 ,使数据中心 实现整年 天然 冷却,风扇风性能 耗低落 靠近 100%,相较于风冷总能耗低落 约30%。
别的 ,区别于其他液冷技能 ,由于将服务器团体 浸没,以及采取 气体的情势 带走热量,浸没式相变液冷方案采取 高密度摆设 ,可为机房节流 85%左右的空间。这也就意味着同样面积的机房内可以或许 放置更多的服务器,从而进步 运算服从 ,同样数量 的服务器则可以放置在更小的空间内 ,从而低落 能耗。
王建波举例说,比方 原来(肯定 命 量的服务器)必要 放在五层楼里,每层楼必要 放置照明灯 、空调等 ,采取 上述方案如今 可以放在两层楼里,就可以节省 三层楼的电力开销 。
怎样 给存储体系 “降温”、给生产节能降耗?
除了服务器,存储体系 同样是数据中心 耗电量较大的装备 。中国数据中心 节能委员会的一项研究表明 ,数据中心 IT装备 体系 所产生的功耗中,服务器体系 约占50%,存储体系 约占35%。因此 ,存算一栈式液冷方案成为实现数据中心 “深度绿色化”的关键一环 。
为此,中科曙光在客岁 推出了曙光ParaStor液冷存储体系 ,这也是业内首个液冷存储体系 ,其将冷板液冷方案与存储技能 连合 。相比风冷模式 ,液冷存储体系 性能提拔 高出 20%,以EB级单位 存储办法 的耗电量为例,相比风冷模式 ,采取 液冷存储一年可节电450万千瓦时,镌汰 1493吨二氧化碳排放。
相较于服务器,内存、机器 硬盘等存储关键部件采取 液冷方案的难点在哪儿?王建波告诉记者 ,通用的电子元器件要放到一种液体里,而且要支持热插拔(带电插拔),此中 有很多 技能 性的突破 。“比如 我把CPU内存储器取下来 ,取下来之后口要尽快封闭,否则就连电了,在插拔一刹时 还不能让液体进去 ,这内里 都有很多 突破性的计划 。”
比方 ,中科曙光所计划 的液冷存储方案中,在硬件计划 时,包管 硬盘盘盒与液冷箱体的打仗 面积满意 机器 硬盘的散热需求 ,而且 硬盘的插拔操纵 不会带来散热打仗 面的变革 ,增长 了液冷循环体系 后,仍能保持硬盘的独立热插拔。
从盘算 与存储两个维度助力数据中心 行业绿色低碳 、节能减排的同时 ,中科曙光在自身产物 的生产方面同样注意 绿色节能 。
据悉,曙光智能制造基地从产物 计划 开辟 、原质料 选用、生产工艺验证 、包装优化到采取 利用 全面贯彻绿色制造理念,不良品率、运营本钱 较早老师 产线分别降落 了20%、33% ,单位 产值能耗低落 30%。
王建波告诉记者,基地全部采取 无灯工厂,呆板 人生产作业 ,生产可靠性提拔 。据相识 ,基地采取 先辈 的国产呆板 人和数字孪生技能 实现主动 化生产和智能监控,工厂主动 化率达95%以上 ,均匀 每90秒便可组装一台高端服务器产物 。
(练习 生罗艺对本文亦有贡献)
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