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一線調(diào)研看新局丨厄爾尼諾帶來高溫“烤”驗 數(shù)據(jù)中心迎峰度夏有新方
來源:證券時報網(wǎng)作者:陳雨康2023-07-14 06:42

  網(wǎng)宿科技浸沒式液冷技術(shù)機房  云燧智算集群展示機柜  云燧S201-L液冷開放  加速計算服務(wù)器(演示機)

見習(xí)記者 陳雨康

近日,中央氣象臺持續(xù)發(fā)布高溫橙色預(yù)警,多省份局地溫度達40℃以上。持續(xù)高溫下,數(shù)據(jù)中心的散熱問題受到各方關(guān)注。去年夏天,在高溫的沖擊下,谷歌、甲骨文等科技巨頭的數(shù)據(jù)中心一度出現(xiàn)冷卻系統(tǒng)癱瘓,導(dǎo)致運行故障。前車之鑒歷歷在目,國內(nèi)數(shù)據(jù)中心將如何迎接“烤”驗?

證券時報記者近日調(diào)研發(fā)現(xiàn),液冷技術(shù)憑借其在制冷方面的諸多突出優(yōu)勢,成為數(shù)據(jù)中心建設(shè)的重要選擇。除了強化技術(shù)儲備和應(yīng)用試點外,三大運營商已確定2025年將液冷的滲透率推至五成以上。

數(shù)字社會迎來新“烤”驗

“從現(xiàn)實情況來看,全球范圍內(nèi)因天氣過熱、散熱系統(tǒng)出現(xiàn)問題所導(dǎo)致的數(shù)據(jù)中心宕機事件已屢屢發(fā)生。”網(wǎng)宿科技數(shù)據(jù)中心實施交付總監(jiān)謝洪明對證券時報記者表示,散熱是數(shù)據(jù)中心的生命線。數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器和算力設(shè)備運行時,會產(chǎn)生巨大的熱量。若不及時散熱,數(shù)據(jù)中心機房內(nèi)溫度過高可能會導(dǎo)致設(shè)備宕機和損壞,進而發(fā)生業(yè)務(wù)中斷。

世界氣象組織7月4日宣布,熱帶太平洋再次形成厄爾尼諾條件,這可能導(dǎo)致全球氣溫飆升、破壞性天氣和氣候模式的出現(xiàn)。

近年來,隨著全球溫度持續(xù)升高,數(shù)據(jù)中心在極端高溫下突發(fā)故障的現(xiàn)象已不鮮見。例如,去年7月,倫敦經(jīng)歷數(shù)日的極端高溫,科技巨頭谷歌、甲骨文的數(shù)據(jù)中心冷卻系統(tǒng)癱瘓,導(dǎo)致系統(tǒng)宕機。去年9月,美國加州氣溫一度超過40度,導(dǎo)致當(dāng)?shù)氐耐铺財?shù)據(jù)中心停擺。

在5G等新技術(shù)的快速普及下,數(shù)據(jù)中心已成為數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施和重要支撐。龐大的設(shè)施體量以及日益增長的算力需求,使數(shù)據(jù)中心散熱需求也呈現(xiàn)井噴勢頭。厄爾尼諾伴隨盛夏來臨,數(shù)據(jù)中心散熱迎來新的考驗,這關(guān)乎整個數(shù)字社會的正常運轉(zhuǎn)。

液冷方案助力

數(shù)據(jù)中心迎峰度夏

走近網(wǎng)宿科技上海嘉定云計算數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)園區(qū)的風(fēng)冷散熱系統(tǒng)冷凍站,冰涼撲面而來,密布的銀白色管道里傳出低沉的“嗡嗡”聲。

謝洪明向記者介紹,這套散熱系統(tǒng),是以冷凍水為冷媒,將低溫冷凍水送至數(shù)據(jù)機房,通過精密空調(diào),把數(shù)據(jù)機房服務(wù)器吹出的熱空氣冷卻后再送風(fēng)。冷凍水溫度因此而升高,當(dāng)冷凍水返回冷凍機房后,通過壓縮機系統(tǒng),將冷凍水溫度再降低,形成往復(fù)循環(huán)——這正是傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的風(fēng)冷冷卻技術(shù)。

不過,風(fēng)冷對土地資源和環(huán)境因素存在一定要求,前期的建設(shè)成本往往較高。在未來算力持續(xù)增加、數(shù)據(jù)中心功率和密度提高的大背景下,業(yè)內(nèi)正積極尋求散熱技術(shù)的革新,液冷方案已脫穎而出。

根據(jù)中國移動、中國電信、中國聯(lián)通今年6月共同發(fā)布的《電信運營商液冷技術(shù)白皮書》,當(dāng)前,單相浸沒式液冷、冷板式液冷為液冷技術(shù)的主要形式。浸沒式液冷是服務(wù)器完全浸入冷卻液中,全部發(fā)熱元件熱量直接傳遞給冷卻液,通過冷卻液循環(huán)流動或蒸發(fā)冷凝相變進行散熱的一種方式。冷板式液冷是服務(wù)器芯片等高發(fā)熱元件的熱量通過冷板間接傳遞給液體進行散熱,低發(fā)熱元件仍通過風(fēng)冷散熱的一種方式。

跟風(fēng)冷相比,液冷能從根本上改變主設(shè)備的散熱方式,并滿足高密度機柜、芯片級精確制冷要求,具有更節(jié)能、噪聲更低等優(yōu)點。

在網(wǎng)宿科技浸沒式液冷技術(shù)機房,謝洪明向記者展示了浸沒式液冷技術(shù)。只見機柜里,一排排服務(wù)器緊密排列,靜謐地浸沒在清澈的液體中。據(jù)介紹,這是上海首座全浸沒式液冷機房,該機房的電能利用效率(PUE)低至1.1。

“浸沒式液冷技術(shù)是一種高效、環(huán)保、可靠的散熱方法,也是業(yè)內(nèi)公認的數(shù)據(jù)中心下一代散熱解決方案。液冷技術(shù)使用液體取代空氣作為冷媒,為發(fā)熱部件進行換熱,可將服務(wù)器散熱能耗降低80%至90%、IT設(shè)備能耗降低5%至10%,實現(xiàn)高效散熱。”謝洪明表示。

據(jù)了解,通過傳統(tǒng)風(fēng)冷與浸沒式液冷的結(jié)合使用,網(wǎng)宿科技嘉定園區(qū)的整體PUE低至1.25,不僅落實“雙碳”政策,也實現(xiàn)了節(jié)約效應(yīng)。

在2023世界人工智能大會的燧原科技展區(qū)上,記者在現(xiàn)場觀察了冷板式液冷的運作原理。

只見龐大的云燧智算集群展示機柜搭載了8臺云燧S201-L液冷開放加速計算服務(wù)器,而在單個服務(wù)器上,紅藍兩條管道正模擬散熱的過程。藍色管道的冷卻液向服務(wù)器內(nèi)部流動,繞了一圈的同時帶走內(nèi)部的熱量,并經(jīng)過紅管向外流出。同時,服務(wù)器外部的冷液分配裝置(CDU)會將已吸收熱量的冷卻液進行再冷卻處理,從藍管再度流入,從而形成了服務(wù)器的液冷循環(huán)。

燧原科技技術(shù)相關(guān)負責(zé)人對證券時報記者表示,傳統(tǒng)風(fēng)冷模式在散熱效率方面弱于液冷,尤其當(dāng)整臺服務(wù)器機柜的功耗超過25千瓦時,風(fēng)冷散熱存在的風(fēng)險較大。從能耗上看,一般來說,風(fēng)冷的PUE在1.2至1.3之間,而液冷的PUE可以達到1.1甚至1.1以下。

此外,風(fēng)冷機柜在疊放單個服務(wù)器時,往往需要中間隔一層以便于散熱,即存在“占地方”的缺點。相比之下,液冷則可以把服務(wù)器的實際使用空間擴大一倍。

“風(fēng)冷主要通過空氣流動將服務(wù)器產(chǎn)生的熱量帶走,這本質(zhì)上仍依賴于整個空調(diào)和散熱系統(tǒng),外界氣溫也形成干擾因素。相比之下,液冷對外界的依賴性較小,只要CDU正常運作,散熱就可以持續(xù)。”燧原科技技術(shù)相關(guān)負責(zé)人表示。

三大運營商推進

液冷技術(shù)規(guī)模化應(yīng)用

液冷技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用已近在咫尺。

《白皮書》對液冷技術(shù)提出三年發(fā)展愿景:三大運營商將于2023年開展液冷技術(shù)驗證;2024年開展規(guī)模測試,新建數(shù)據(jù)中心項目10%規(guī)模試點應(yīng)用液冷技術(shù),推進產(chǎn)業(yè)生態(tài)成熟,降低全生命周期成本;2025年開展規(guī)模應(yīng)用,50%以上數(shù)據(jù)中心項目應(yīng)用液冷技術(shù)。

不過,與傳統(tǒng)風(fēng)冷產(chǎn)品比較,液冷仍存在初期投資高、全生命周期成本高、產(chǎn)業(yè)生態(tài)不完善、標(biāo)準(zhǔn)化程度低等問題。

浪潮信息數(shù)據(jù)中心產(chǎn)品部副總經(jīng)理李金波表示,液冷數(shù)據(jù)中心的建設(shè)既要發(fā)揮液冷自身的特點優(yōu)勢,又需要綜合考慮客戶的實際需求和行業(yè)技術(shù)現(xiàn)狀。面對復(fù)雜多變的需求,標(biāo)準(zhǔn)化是液冷數(shù)據(jù)中心發(fā)展的重要抓手。通過標(biāo)準(zhǔn)化可以有效地降低液冷應(yīng)用的技術(shù)門檻和成本門檻,從而實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化、批量化。

技術(shù)路線選擇方面,冷板式液冷與單相浸沒式液冷各有千秋。《白皮書》認為,兩者生態(tài)均需完善,未來一定時間內(nèi)將并存發(fā)展,三大運營商將同時推進兩種技術(shù)路線。

“AI大模型、超算、智算、邊緣計算等場景將帶來高算力需求,散熱要求隨之提高。同時,‘雙碳’目標(biāo)對數(shù)據(jù)中心的能耗要求也趨于嚴苛。因此,我們認為浸沒液冷將成為數(shù)據(jù)中心的必選項,并迎來應(yīng)用推廣。”謝洪明表示。

奧飛數(shù)據(jù)相關(guān)負責(zé)人對證券時報記者表示,對于新建數(shù)據(jù)中心,公司配備了更為高效節(jié)能的精密空調(diào)等溫控設(shè)備,部分數(shù)據(jù)中心還部署了分布式光伏發(fā)電,利用新能源作為補充以達到綠色減碳的目標(biāo)。液冷作為一種新型的冷卻方式,較主流的風(fēng)冷方式而言,其效果是比較顯著的。但目前配備了液冷的數(shù)據(jù)中心數(shù)量較少。

“由于涉及客戶服務(wù)器運行穩(wěn)定性和成本,公司主要以客戶需求為導(dǎo)向,如果客戶有相關(guān)需求我們也有能力配合客戶實現(xiàn)。”奧飛數(shù)據(jù)相關(guān)負責(zé)人表示,公司將關(guān)注液冷技術(shù)的發(fā)展,并保持開放態(tài)度與相關(guān)方探索液冷在數(shù)據(jù)中心的落地和應(yīng)用。

責(zé)任編輯: 劉少敘
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