推進(jìn)產(chǎn)業(yè)化液冷數(shù)據(jù)中心，浪潮信息構(gòu)建數(shù)據(jù)中心綠色升級(jí)新路徑
北京2022年4月15日 /美通社/ -- 雙碳目標(biāo)下，數(shù)據(jù)中心正加緊走向集約化、規(guī)?；途G色化。IPF2022期間，浪潮信息宣布“AII IN 液冷”戰(zhàn)略，助力構(gòu)建綠色高效節(jié)能的新型數(shù)據(jù)中心。IPF大會(huì)上，浪潮信息液冷數(shù)據(jù)中心PDT經(jīng)理李金波對(duì)浪潮信息數(shù)據(jù)中心液冷技術(shù)、產(chǎn)品及解決方案進(jìn)行了詳細(xì)介紹，以下基于演講實(shí)錄整理。
從2019年到2022年，全國(guó)數(shù)據(jù)中心機(jī)架數(shù)和能耗均有較大幅度的增長(zhǎng)，根據(jù)相關(guān)機(jī)構(gòu)調(diào)研，到2023年數(shù)據(jù)中心耗電量將達(dá)到2700億千瓦時(shí)，增幅約31.6%。分析數(shù)據(jù)中心生命周期費(fèi)用占比，電費(fèi)占比最高達(dá)57%，是基礎(chǔ)設(shè)施和IT設(shè)備投資的近2倍。進(jìn)一步分析數(shù)據(jù)中心能耗占比，制冷系統(tǒng)用電量已與IT設(shè)備相當(dāng)，占總用電量高達(dá)43%。所以，優(yōu)化制冷系統(tǒng)是數(shù)據(jù)中心提高能源效率的重要環(huán)節(jié)。
踐行綠色降碳，數(shù)據(jù)中心將全面走向液冷
當(dāng)前，芯片功耗與服務(wù)器功耗逐步上升。與之對(duì)應(yīng)，單機(jī)柜功率密度也不斷增大。根據(jù)相關(guān)機(jī)構(gòu)調(diào)研，2020年數(shù)據(jù)中心平均機(jī)架功率為8.5kW/機(jī)柜，相比于2011、2017年有明顯提高，年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到15%。高功耗芯片，高密度服務(wù)器及單機(jī)柜密度的演進(jìn)，對(duì)于傳統(tǒng)風(fēng)冷散熱來說，既容易出現(xiàn)局部熱點(diǎn)，影響換熱性能；又需要不斷降低送風(fēng)溫度，增大送風(fēng)風(fēng)量，影響制冷能耗。因此，傳統(tǒng)風(fēng)冷制冷模式在換熱性能及能耗優(yōu)化方面逐步受限。
2021年7月，工信部發(fā)布《新型數(shù)據(jù)中心發(fā)展三年行動(dòng)計(jì)劃》。計(jì)劃到2023年底，數(shù)據(jù)中心的利用率與能效方面均有明顯改善。新型數(shù)據(jù)中心是以支撐經(jīng)濟(jì)社會(huì)數(shù)字轉(zhuǎn)型、智能升級(jí)等應(yīng)用需求為牽引，運(yùn)用綠色低碳技術(shù)、具備安全可靠能力、提供高效算力服務(wù)的新型基礎(chǔ)設(shè)施。
未來三年，數(shù)據(jù)中心將踐行高效、清潔、集約循環(huán)的綠色發(fā)展道路。與風(fēng)冷對(duì)比，液冷能更好地支持高功耗芯片解熱，保持芯片低溫運(yùn)行，延長(zhǎng)壽命；并提高換熱效率，減少服務(wù)器散熱熱點(diǎn)，支持機(jī)柜更高密度。通過有效利用自然冷源冷卻，液冷技術(shù)可有效降低數(shù)據(jù)中心PUE，更好地促進(jìn)數(shù)據(jù)中心減少碳排放。因此，“液冷”將會(huì)成為新型數(shù)據(jù)中心的重要選擇。
“共性規(guī)劃+個(gè)性適配”打造產(chǎn)業(yè)化液冷數(shù)據(jù)中心
未來建設(shè)綠色化的液冷數(shù)據(jù)中心應(yīng)當(dāng)要綜合考慮“共性規(guī)劃+個(gè)性適配”，既要發(fā)揮液冷自身的特點(diǎn)優(yōu)勢(shì)，又需要綜合考慮客戶的實(shí)際需求和行業(yè)技術(shù)現(xiàn)狀。由于數(shù)據(jù)中心的使用周期遠(yuǎn)高于IT設(shè)備，因此未來幾年老舊數(shù)據(jù)中心的綠色化改造將成為液冷數(shù)據(jù)中心建設(shè)過程的一項(xiàng)重要工作。
對(duì)于傳統(tǒng)風(fēng)冷老舊數(shù)據(jù)中心，浪潮數(shù)據(jù)中心提出風(fēng)液式改造與液液式改造兩種模式。針對(duì)客戶室外側(cè)水冷無法部署，機(jī)房改動(dòng)困難的情況，風(fēng)液式改造可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)“0改動(dòng)，液冷化” ，讓客戶更快更直接的使用液冷設(shè)備。對(duì)于液液式改造，在盡可能實(shí)現(xiàn)原有風(fēng)冷室內(nèi)空調(diào)復(fù)、機(jī)柜復(fù)用、室外冷源復(fù)用的前提下，新增液冷系統(tǒng)部件及高功耗配電，用最小的系統(tǒng)改動(dòng)，實(shí)現(xiàn)液冷的性能優(yōu)勢(shì)最大化。
對(duì)于新建數(shù)據(jù)中心實(shí)現(xiàn)綠色化的路徑，浪潮數(shù)據(jù)中心提出全預(yù)制化中高密度液冷數(shù)據(jù)中心產(chǎn)品及方案。從基建規(guī)劃階段出發(fā)進(jìn)行液冷化設(shè)計(jì)，包括不同于風(fēng)冷室外環(huán)境的自然冷源大溫差設(shè)計(jì)、室內(nèi)預(yù)制化管路與環(huán)網(wǎng)設(shè)計(jì)、定制化整機(jī)柜架構(gòu)設(shè)計(jì)、高功率密度配電系統(tǒng)等，在充分利用客戶機(jī)房空間的前提下，發(fā)揮液冷數(shù)據(jù)中心的真正優(yōu)勢(shì)。
持續(xù)創(chuàng)新，浪潮打造全生命周期液冷解決方案
浪潮數(shù)據(jù)中心可以實(shí)現(xiàn)從核心部件到整體方案的全方位覆蓋。在部件層面，浪潮高密服務(wù)器/AI/通用服務(wù)器全系支持液冷，同時(shí)，浪潮數(shù)據(jù)中心具有冷量分配單元、液冷整機(jī)柜、液冷接頭/分集水器、液冷室外冷源等核心液冷基礎(chǔ)設(shè)施，并配合高功率配電，風(fēng)冷空調(diào)以及監(jiān)控系統(tǒng)。在系統(tǒng)方案層面，無論是新建預(yù)制化液冷數(shù)據(jù)中心，集裝箱液冷數(shù)據(jù)中心，還是風(fēng)液式或液液式老舊機(jī)房改造，浪潮都能夠?qū)崿F(xiàn)從前期規(guī)劃咨詢、中期設(shè)備定制、后期交付施工的端到端服務(wù)，為客戶打造全生命周期更優(yōu)的液冷解決方案。
綜合來說，浪潮綠色數(shù)據(jù)中心的系統(tǒng)架構(gòu)特點(diǎn)可以總結(jié)為“高密低碳”、“敏捷交付”、“智能運(yùn)維”。首先，在能耗節(jié)省、空間節(jié)省的前提下，浪潮綠色數(shù)據(jù)中心實(shí)現(xiàn)單柜高達(dá)100kW的節(jié)能供電與全自然冷源冷卻。同時(shí)，從液冷管路到液冷機(jī)柜再到液冷機(jī)房，浪潮能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)制化加工+集成化交付，大幅縮短客戶現(xiàn)場(chǎng)加工、焊接、清洗，注水調(diào)試的時(shí)間。最后，數(shù)據(jù)中心智能管理系統(tǒng)能夠全方位管理每個(gè)機(jī)柜及每臺(tái)服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)供水量、水溫等核心參數(shù)智能調(diào)控，尤其是漏液故障后，能實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位、告警及停機(jī)，進(jìn)一步將風(fēng)險(xiǎn)控制在最小影響范圍。
浪潮信息液冷不僅打造領(lǐng)先產(chǎn)品，也持續(xù)進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)踐。基于液冷多領(lǐng)域需求，浪潮信息于2021年建立了液冷數(shù)據(jù)中心研發(fā)生產(chǎn)基地 - 天池。天池是領(lǐng)先的液冷創(chuàng)新中心，滿足了浪潮不同規(guī)格液冷服務(wù)器的各項(xiàng)研發(fā)、生產(chǎn)、測(cè)試需求。天池中心可支持冷板\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，同時(shí)支持氣密、打壓、排液、烘干等工藝，全流程保障可靠性測(cè)試。值得一提的是，天池本身就是一個(gè)新型預(yù)制化液冷數(shù)據(jù)中心樣板，實(shí)現(xiàn)高密度的測(cè)試柜配置、預(yù)制化的管路環(huán)網(wǎng)設(shè)計(jì)、全時(shí)段全參數(shù)監(jiān)控與調(diào)控。
未來，浪潮信息將持續(xù)以客戶需求為基石，結(jié)合產(chǎn)學(xué)研創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)，完備供應(yīng)鏈生態(tài)的產(chǎn)品保障，以及標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范化的應(yīng)用推廣，建設(shè)基于產(chǎn)業(yè)化液冷的綠色數(shù)據(jù)中心，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心液冷專業(yè)創(chuàng)新。
