北京2022年5月9日 /美通社/ -- 今年一季度，北京數(shù)字經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)增加值 3873.6億元，首次占地區(qū)GDP比重超過(guò)四成，率先讓數(shù)字經(jīng)濟(jì)成為經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型發(fā)展的新動(dòng)能。浪潮信息作為科技創(chuàng)新助力數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展的標(biāo)桿企業(yè)接受采訪(fǎng)，浪潮信息數(shù)據(jù)中心產(chǎn)品部總經(jīng)理趙帥表示："發(fā)展數(shù)字經(jīng)濟(jì)，需要效率更高、更環(huán)保的算力。"
目前，中國(guó)整體的數(shù)據(jù)中心 PUE的平均水平基本上在1.8左右，PUE每降低0.1，相當(dāng)于減少碳排放753萬(wàn)噸，也就相當(dāng)于種了大概4億棵樹(shù)。采用液冷整機(jī)柜服務(wù)器，能夠把數(shù)據(jù)中心的PUE降到1.1，這是一個(gè)非常好的節(jié)能降碳的措施。
液冷是數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然需求
隨著數(shù)字經(jīng)濟(jì)的普及，以及"新基建"等相關(guān)政策的推動(dòng)，我國(guó)數(shù)據(jù)中心行業(yè)進(jìn)入了發(fā)展高速期。根據(jù)科智咨詢(xún)發(fā)布的《 2021—2022年中國(guó)IDC行業(yè)發(fā)展研究報(bào)告》顯示，截至2021年底，中國(guó)在運(yùn)營(yíng)IDC機(jī)柜數(shù)量超過(guò)200萬(wàn)架，相比去年增長(zhǎng)超過(guò)20%。而隨著"東數(shù)西算"工程的開(kāi)啟，預(yù)計(jì)未來(lái)兩年的增長(zhǎng)還會(huì)加速。
數(shù)據(jù)中心規(guī)模的高速增長(zhǎng)，對(duì)能源供給的充足和穩(wěn)定也產(chǎn)生了更高的要求。 2021年，國(guó)內(nèi)數(shù)據(jù)中心總耗電量達(dá)到2166億千瓦時(shí)，占社會(huì)用電量2.6%，相當(dāng)于同年1.3個(gè)上海市的總社會(huì)用電量。預(yù)計(jì)到2030年，中國(guó)數(shù)據(jù)中心總耗電量將達(dá)到5915億千瓦時(shí)，占全社會(huì)用電量的5%。在數(shù)據(jù)中心生命周期的費(fèi)用占比中，電費(fèi)占比高達(dá)57%，是IT設(shè)備和基礎(chǔ)設(shè)施出投資的近兩倍。龐大的用電量，帶來(lái)的也是用能成本的飛速增長(zhǎng)。
另一方面，芯片的功耗和服務(wù)器的功耗都在逐步上升，與之對(duì)應(yīng)，單機(jī)柜的功率密度也在不斷增加?；诮?0年來(lái)中國(guó)服務(wù)器出貨量和功率數(shù)據(jù)，中國(guó)新上架服務(wù)器總功率變化從2012年的69萬(wàn)千瓦時(shí)提升到了2020年的562萬(wàn)千瓦，增長(zhǎng)了8倍，2020年數(shù)據(jù)中心平均機(jī)柜的功率密度大約是8.5千瓦/機(jī)柜，相比于2011年，年復(fù)合增長(zhǎng)率大約是15%。隨著算力的發(fā)展，CPU功耗也在不斷提升，這帶來(lái)服務(wù)器功耗逐步上升。同時(shí)，云計(jì)算、邊緣計(jì)算、人工智能等技術(shù)應(yīng)用對(duì)數(shù)據(jù)中心功率密度的需求逐步升高。
面對(duì)高功耗芯片、高密度機(jī)柜的需求，風(fēng)冷散熱容易導(dǎo)致服務(wù)器局部熱點(diǎn)的問(wèn)題愈發(fā)突出，影響芯片性能。這時(shí)，液冷成為新型數(shù)據(jù)中心的重要選擇。液冷支持高功耗芯片，適合 250W以上中高功耗芯片冷卻，芯片溫度降低達(dá)20攝氏度；滿(mǎn)足PUE限制，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心PUE低至1.1，對(duì)比風(fēng)冷節(jié)能高達(dá)70%；液冷單機(jī)柜密度超100kW，對(duì)比風(fēng)冷，提升10倍以上。
打造高密、低碳，敏捷交付、智能運(yùn)維的液冷數(shù)據(jù)中心
液冷數(shù)據(jù)中心建設(shè)既要發(fā)揮液冷高效、節(jié)能、高密的特點(diǎn)優(yōu)勢(shì)，又需要綜合考慮客戶(hù)的實(shí)際需求、客戶(hù)應(yīng)用的行業(yè)現(xiàn)狀、數(shù)據(jù)中心所在地政策要求、以及客戶(hù)所在行業(yè)的關(guān)注焦點(diǎn)的差異等，從全生命周期的角度來(lái)對(duì)比一個(gè)技術(shù)的成本、收益作出最終決定。
對(duì)于新建綠色液冷數(shù)據(jù)中心，浪潮信息從基建設(shè)計(jì)階段即進(jìn)行純液冷化的規(guī)劃，最大化發(fā)揮液冷的優(yōu)勢(shì)，包括不同于傳統(tǒng)風(fēng)冷室外環(huán)境的自然冷源的大溫差的設(shè)計(jì)，室內(nèi)預(yù)制化管路與環(huán)網(wǎng)設(shè)計(jì)，定制化的整機(jī)柜架構(gòu)設(shè)計(jì)以及高功率密度的配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)等，兼顧 PUE低于1.3的綠色目標(biāo)以及快速交付等商業(yè)需求。
由于數(shù)據(jù)中心壽命遠(yuǎn)超 IT設(shè)備，傳統(tǒng)老舊數(shù)據(jù)中心的液冷化改造也將是未來(lái)幾年的重點(diǎn)，浪潮信息提出了風(fēng)液式和液液式的兩種改造模式。如客戶(hù)室外側(cè)水冷無(wú)法部署，機(jī)房改動(dòng)困難，風(fēng)液式改造可以實(shí)現(xiàn)0改動(dòng)液冷化，讓客戶(hù)更快更直接的使用液冷設(shè)備。液液式改造則盡可能實(shí)現(xiàn)風(fēng)冷空調(diào)機(jī)柜復(fù)用，室外冷源復(fù)用，新增液冷系統(tǒng)部件以及高功率的配電部件，用最小的系統(tǒng)改動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)液冷的性能優(yōu)勢(shì)的最大化。
綜合考慮了液冷數(shù)據(jù)中心建設(shè)、改造的核心需求，浪潮信息實(shí)現(xiàn)了從核心部件到整體方案的全方位的覆蓋。在核心部件層面，浪潮的高密服務(wù)器， AI服務(wù)器以及通用服務(wù)器已全系支持液冷，并同時(shí)開(kāi)發(fā)出冷量分配單元，液冷整機(jī)柜、液冷接頭分集水器、液冷集成冷源等核心液冷基礎(chǔ)設(shè)施。在系統(tǒng)方案層面，浪潮從前期的規(guī)劃咨詢(xún)，中期的設(shè)備定制，后期的交付施工，提供端到端的服務(wù)，為客戶(hù)打造從全生命周期考慮的優(yōu)秀液冷方案。
液冷以"液"代"風(fēng)"帶來(lái)優(yōu)秀散熱性能的同時(shí)，對(duì)設(shè)備運(yùn)行可靠性及安全性提出更高挑戰(zhàn)。為此，浪潮信息建立了亞洲最大的液冷數(shù)據(jù)中心研發(fā)生產(chǎn)基地，可支持冷板 \節(jié)點(diǎn)\整機(jī)柜等快速插拔、換熱、流動(dòng)等整體性能與功能測(cè)試，構(gòu)建了從研發(fā)、測(cè)試、生產(chǎn)、交付的全鏈條液冷制造能力。在液冷核心部件冷板設(shè)計(jì)上，浪潮信息在"型"與"制"上下功夫。芯片換熱的關(guān)鍵在于冷板內(nèi)鏟齒結(jié)構(gòu)，浪潮信息通過(guò)精密控制鏟齒排列方式、鏟齒厚度和間距等減少熱阻，同時(shí)考慮降低流阻，針對(duì)不同冷板結(jié)構(gòu)及冷卻液，在熱阻和流阻之間尋找最優(yōu)解，最大化提升冷板散熱效率。在冷板加工設(shè)計(jì)方面，浪潮信息精密加工工藝使鏟齒厚度和間距可低至0.1mm，正負(fù)50μm的嚴(yán)格工差確保冷板內(nèi)部流道與整體加工精密度，使冷板與各部件結(jié)合處達(dá)到最佳受力度，從而最大化實(shí)現(xiàn)冷板的散熱性能。在冷板材質(zhì)方面，浪潮信息采用高導(dǎo)熱率純銅材質(zhì)基板提升冷板型材整體可靠性，先進(jìn)焊接工藝使冷板在十幾個(gè)大氣壓下依然穩(wěn)定，不會(huì)變形與泄露。此外浪潮信息還與知名高校實(shí)驗(yàn)室合作探索優(yōu)化冷板材質(zhì)，持續(xù)提升不同材質(zhì)的耐腐蝕性、抗氧化性和熱傳導(dǎo)性。對(duì)于其他輔助部件的設(shè)計(jì)測(cè)試同樣嚴(yán)格：冷板快接頭可耐受5000次插拔，保障長(zhǎng)期使用可靠性，液冷換熱單元等部件出廠(chǎng)前承受震動(dòng)、跌落、鹽霧，霉菌重重實(shí)驗(yàn)以達(dá)到出廠(chǎng)質(zhì)量要求。
