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数据中心能耗过高怎么办?曙光祭出杀手锏—“全浸没液冷”技术

这是一个数据爆炸的时代。中国有13.9亿人,8.29亿网民,2018年产生了7.6ZB的数据量,并且数据量还将以每年30%的速度增长。到2025年,中国智能互联设备将达到800亿,整个数据量将高达48.6ZB。有人说,数据是DT时代的“石油”,而数据中心则是数据的承载载体。

  当前,随着云计算、人工智能、大数据、物联网和移动互联网的深入发展,数据中心迎来新的发展机遇。一方面,数据中心步入快速发展阶段;另一方面,它却面临能耗过高的问题。从全球来看,到2025年,数据中心将占到全球能耗的最大份额,高达33%;从中国来看,全国数据中心的耗电量已连续8年超过12%的速度增长,预计2020年总耗电量将达到2962亿千瓦(2018年中国城乡居民用电总量为9685亿千瓦)。因此,节能已经成为数据中心亟待解决的“头等大事”。

数据中心能耗过高怎么办?曙光祭出杀手锏—“全浸没液冷”技术

  随着中科曙光“全浸没液冷”技术步入商业化,数据中心高耗能问题有望得到改善。

  7月16日,中科曙光旗下“曙光节能”公司宣布,伴随曙光“全浸没液冷”技术步入商业化,“数据中心”单柜功率进入160KW时代,同时PUE(总能耗/IT设备能耗)值也降到1.05及以下,使数据中心节能不再“靠天吃饭”。

  数据中心节能——“靠天吃饭”

  在中科曙光看来,随着IT技术的进一步发展和应用变化,从2010年之后,数据中心进入超大规模数据中心时代:数据中心建设理念发生改变。

数据中心能耗过高怎么办?曙光祭出杀手锏—“全浸没液冷”技术


曙光节能技术(北京)股份有限公司总经理何继盛

  “数据中心的建设与建设体解耦,和IT设备更多地结合在一起,出现标准化、模块化的数据中心,这是数据中心的典型模式。数据中心规模不断扩大,能耗不断提高,对能效要求越来越高。”曙光节能技术(北京)股份有限公司总经理何继盛表示。

  当今,数据量呈现爆发性增长。数据中心作为信息化时代数据的物理载体,它是数据存储和处理的中心。

  他说,“在大数据和人工智能时代,这种爆炸性的数据量,对数据中心的存储能力、计算能力提出了新挑战,数据中心规模越来越大,机柜功率密度会越来越高。”

  数据中心的功率密度不断提升,其能耗也在不断增加。为解决数据中心能耗问题,行业厂商简直是“无所不用其极”,比如将数据中心建在北极圈内(如Facebook),数据中心放到海底(如微软),数据中心“藏”于山洞(如腾讯)等。这种种措施都是为了利用自然冷源给数据中心提供更高的能效,减少制冷方面能耗的损失。

数据中心能耗过高怎么办?曙光祭出杀手锏—“全浸没液冷”技术

  无疑,这是一种有益的尝试。但是,这些方式都会受到地理环境、自然环境的限制。这样做虽然降低了PUE,但对于大部分的企业来说,不具有参考性与可复制性。

  “随着数据中心机柜的标准与模块化普及,短时间在偏远地区大规模建设数据中心成为可能。但对于90%企业、机构来说,配置的‘数据中心’远离用户、远离主干网络、失去运维的便捷性是无法接受的。”何继盛表示,为给用户提供便捷、标准、灵活的节能、高计算密度数据中心解决方案,早在2012年曙光便探究降低数据中心能耗的核心技术——“全浸没式液冷”。

  曙光杀手锏:“全浸没液冷”技术

  相比空气制冷,液冷数据中心有更强的技术优势——这源于液冷超强的冷却能力。

  据何继盛介绍,液体的冷却能力是空气的1000-3000倍,并可以实现精确制冷。“以前的空气制冷可以送到机柜,利用液冷能实现部件级(制冷),直接对最高发热的部件,进行制冷,形成精确制冷或部件级制冷,而且液体能给元器件带来更稳定的工作温度,从而保证元器件更高的可靠性、稳定性。” 何继盛说,“对数据中心来讲,可以实现全地域、标准化的布置,实现全年的自然冷却,PUE值最低可接近1,还能带来其他的好处。”

  此外,液冷数据中心无需压缩机和风扇,可以实现静音机房。

数据中心能耗过高怎么办?曙光祭出杀手锏—“全浸没液冷”技术

  进一步讲,液冷数据中心的“液冷”也有不同分类:按照类型分,有水冷、油冷、专用液体冷却;按产品形态,有冷板式和浸没式。据悉,“冷板式”是通过冷板和池极(CPU)接触,通过金属材质把它传导到冷板中,把热量带走,冷媒和发热元器件不直接接触。而浸没式指的是液体和元器件直接接触。

  从节能效率看,传统的风冷PUE值可以达到1.4,冷板式液冷数据中心PUE值能小于1.2,浸没式液冷数据中心效率最高,PUE值可以实现低于1.05。

  基于“全浸没液冷”技术,曙光研发的C8000刀片式计算模组,其计算单机柜功率可达160KW,而PUE值达到1.05及以下,相比传统风冷数据中心可节电超过30%。

  据何继盛介绍,曙光率先于2015年推出国内首款标准化量产的冷板式液冷服务器,并在当年完成国内首个冷板式液冷服务器大规模应用项目,2017年又交付了国内首套商用全浸没液冷服务器,并在今年完成了国内首个浸没式液冷服务器大规模应用项目。截至目前,曙光拥有的“液冷”核心专利就超40项,此外还有40余项“液冷”相关专利已提交申请。

  写在最后:

  曙光“全浸没式液冷”技术可谓数据中心行业中的重大创新,它可以让整个数据中心的能效得到极大提高,具有很大的潜力,甚至有可能成为新一代数据中心非常重要的一种形态。


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