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)實現(xiàn)增加值 3873.6億元，首次占地區(qū)GDP比重超過四成，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，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753萬噸，也就相當(dāng)于種了大概4億棵樹。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，我國數(shù)據(jù)中心行業(yè)進(jìn)入了發(fā)展高速期。根據(jù)科智咨詢發(fā)布的《 2021—2022年中國IDC行業(yè)發(fā)展研究報告》顯示，截至2021年底，中國在運營IDC機(jī)柜數(shù)量超過200萬架，相比去年增長超過20%。而隨著"東數(shù)西算"工程的開啟，預(yù)計未來兩年的增長還會加速。
數(shù)據(jù)中心規(guī)模的高速增長，對能源供給的充足和穩(wěn)定也產(chǎn)生了更高的要求。 2021年，國內(nèi)數(shù)據(jù)中心總耗電量達(dá)到2166億千瓦時，占社會用電量2.6%，相當(dāng)于同年1.3個上海市的總社會用電量。預(yù)計到2030年，中國數(shù)據(jù)中心總耗電量將達(dá)到5915億千瓦時，占全社會用電量的5%。在數(shù)據(jù)中心生命周期的費用占比中，電費占比高達(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，帶來的也是用能成本的飛速增長。
另一方面，芯片的功耗和服務(wù)器的功耗都在逐步上升，與之對應(yīng)，單機(jī)柜的功率密度也在不斷增加。基于近10年來中國服務(wù)器出貨量和功率數(shù)據(jù)，中國新上架服務(wù)器總功率變化從2012年的69萬千瓦時提升到了2020年的562萬千瓦，增長了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，這帶來服務(wù)器功耗逐步上升。同時，云計算、邊緣計算、人工智能等技術(shù)應(yīng)用對數(shù)據(jù)中心功率密度的需求逐步升高。
面對高功耗芯片、高密度機(jī)柜的需求，風(fēng)冷散熱容易導(dǎo)致服務(wù)器局部熱點的問題愈發(fā)突出，影響芯片性能。這時，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；滿足PUE限制，可實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心PUE低至1.1，對比風(fēng)冷節(jié)能高達(dá)70%；液冷單機(jī)柜密度超100kW，對比風(fēng)冷，提升10倍以上。
打造高密、低碳，敏捷交付、智能運維的液冷數(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、高密的特點優(yōu)勢，又需要綜合考慮客戶的實際需求、客戶應(yīng)用的行業(yè)現(xiàn)狀、數(shù)據(jù)中心所在地政策要求、以及客戶所在行業(yè)的關(guān)注焦點的差異等，從全生命周期的角度來對比一個技術(shù)的成本、收益作出最終決定。
對于新建綠色液冷數(shù)據(jù)中心，浪潮信息從基建設(shè)計階段即進(jìn)行純液冷化的規(guī)劃，最大化發(fā)揮液冷的優(yōu)勢，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，室內(nèi)預(yù)制化管路與環(huán)網(wǎng)設(shè)計，定制化的整機(jī)柜架構(gòu)設(shè)計以及高功率密度的配電系統(tǒng)設(shè)計等，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幾年的重點，浪潮信息提出了風(fēng)液式和液液式的兩種改造模式。如客戶室外側(cè)水冷無法部署，機(jī)房改動困難，風(fēng)液式改造可以實現(xiàn)0改動液冷化，讓客戶更快更直接的使用液冷設(shè)備。液液式改造則盡可能實現(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)改動來實現(xiàn)液冷的性能優(yōu)勢的最大化。
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，并同時開發(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，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)"帶來優(yōu)秀散熱性能的同時，對設(shè)備運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\整機(jī)柜等快速插拔、換熱、流動等整體性能與功能測試，構(gòu)建了從研發(fā)、測試、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)，浪潮信息通過精密控制鏟齒排列方式、鏟齒厚度和間距等減少熱阻，同時考慮降低流阻，針對不同冷板結(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大氣壓下依然穩(wěn)定，不會變形與泄露。此外浪潮信息還與知名高校實驗室合作探索優(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。對于其他輔助部件的設(shè)計測試同樣嚴(yán)格：冷板快接頭可耐受5000次插拔，保障長期使用可靠性，液冷換熱單元等部件出廠前承受震動、跌落、鹽霧，霉菌重重實驗以達(dá)到出廠質(zhì)量要求。
