北京2023年4月26日 /美通社/ -- 數(shù)字經(jīng)濟(jì)正在為全球經(jīng)濟(jì)的復(fù)蘇注入新活力，數(shù)字技術(shù)的發(fā)展也正在推動(dòng)行業(yè)的升級(jí)和產(chǎn)業(yè)的重塑，數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施成為承載數(shù)字經(jīng)濟(jì)的底座，數(shù)據(jù)中心也成為承載著數(shù)字經(jīng)濟(jì)的根基，近年來(lái)，在不斷的發(fā)展和建設(shè)。然而以我國(guó)數(shù)據(jù)中心為例，整體用電量以每年超過(guò)10%的速度遞增，2020年我國(guó)數(shù)據(jù)中心用電量突破2000億千瓦時(shí)，占全社會(huì)用電量的比重升至2.6%；根據(jù)預(yù)測(cè)，到2030年數(shù)據(jù)中心用電量將突破4000億千瓦時(shí)，占全社會(huì)用電量的比重將升至3.7%。由此可見(jiàn)，數(shù)據(jù)中心是未來(lái)為數(shù)不多能源消耗占社會(huì)總用電量比例持續(xù)增長(zhǎng)的行業(yè)。
但世界氣象組織年初發(fā)布公報(bào)表示，受不斷上升的溫室氣體濃度和累積熱量的推動(dòng)，過(guò)去8年是全球有記錄以來(lái)最暖的8年，全球長(zhǎng)期變暖仍在繼續(xù)，按照《巴黎公約》把全球平均氣溫較工業(yè)化前水平升高控制在2攝氏度之內(nèi)，并為把升溫控制在1.5攝氏度之內(nèi)努力，而把升溫控制在1.5攝氏度以?xún)?nèi)是非常不易的，需要全球不斷努力，更需要各行各業(yè)肩負(fù)起綠色可持續(xù)的企業(yè)社會(huì)責(zé)任。
浪潮信息作為全球領(lǐng)先的IT基礎(chǔ)設(shè)施產(chǎn)品、方案和服務(wù)提供商，一直為全球客戶(hù)提供品類(lèi)豐富、性能強(qiáng)勁、功能敏捷的服務(wù)器產(chǎn)品解決方案，基于低碳綠色可持續(xù)的環(huán)境發(fā)展目標(biāo)打造綠色理念產(chǎn)品并不斷創(chuàng)新優(yōu)化。
數(shù)據(jù)中心中IT設(shè)備占據(jù)了近50%的電力消耗，且隨著CPU功耗升高對(duì)整機(jī)的散熱要求也越來(lái)越嚴(yán)苛。考慮全球用戶(hù)對(duì)PUE降低的需求，浪潮信息G7服務(wù)器采用綠色環(huán)保設(shè)計(jì)，從"源頭"入手，推出風(fēng)冷優(yōu)化、液冷優(yōu)化滿(mǎn)足不同客戶(hù)所需，并從"硬件解構(gòu)"和"軟件定義"雙管齊下的方式挑戰(zhàn)極致綠色的難題。
硬件解構(gòu)，從架構(gòu)、部件到系統(tǒng)的綠色創(chuàng)新設(shè)計(jì)
首先是在架構(gòu)上的突破，浪潮信息多年來(lái)一直與全球多個(gè)領(lǐng)先科技公司有著良好的合作，產(chǎn)品團(tuán)隊(duì)通過(guò)對(duì)大量用戶(hù)的調(diào)研和交流，發(fā)現(xiàn)前IO的架構(gòu)能更好滿(mǎn)足數(shù)據(jù)中心的部署和運(yùn)維需求。所以在G7服務(wù)器上，產(chǎn)品團(tuán)隊(duì)針對(duì)整機(jī)架構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化，支持多種出線(xiàn)方式，除了傳統(tǒng)出線(xiàn)方式外，G7服務(wù)器支持前IO出線(xiàn)架構(gòu)，這種架構(gòu)可以讓機(jī)房的運(yùn)維人員在冷通道進(jìn)行操作，降低了運(yùn)維難度，而且前IO架構(gòu)機(jī)柜后端溫度可達(dá)55℃-65℃，而機(jī)柜前端溫度則保持在25℃左右，這使得光模塊、智能網(wǎng)卡等熱敏部件壽命更長(zhǎng)，數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性更高，降低丟包可能。
而整機(jī)架構(gòu)的突破僅僅是產(chǎn)品團(tuán)隊(duì)對(duì)G7服務(wù)器綠色創(chuàng)新設(shè)計(jì)的第一步，精益求精的G7服務(wù)器工程師在部件優(yōu)化和整機(jī)系統(tǒng)層面投入了更多的創(chuàng)新元素和匠人精神。
一是，針對(duì)于部件，在服務(wù)器中，風(fēng)扇作為服務(wù)器內(nèi)部散熱的動(dòng)能源，為滿(mǎn)足正常運(yùn)行風(fēng)扇所消耗的功耗占比約為20.3%左右。從源頭出發(fā)，產(chǎn)品團(tuán)隊(duì)第一步便圍繞著風(fēng)扇本體進(jìn)行優(yōu)化。"不同的轉(zhuǎn)速下，不同的扇葉攻角都會(huì)產(chǎn)生不同的風(fēng)流場(chǎng)"浪潮信息工程師表示，對(duì)此他們進(jìn)行了上萬(wàn)次的仿真實(shí)驗(yàn)，通過(guò)對(duì)風(fēng)扇葉間距，葉形態(tài)精細(xì)的測(cè)算找到最優(yōu)扇葉攻角，加大風(fēng)量并減少震動(dòng)，同時(shí)對(duì)馬達(dá)效率和內(nèi)部結(jié)構(gòu)、材質(zhì)優(yōu)化，最大限度從"源端"提高單位能效的風(fēng)流量。
突破源頭后，產(chǎn)品團(tuán)隊(duì)開(kāi)始挑戰(zhàn)風(fēng)流場(chǎng)的設(shè)計(jì)，加快風(fēng)流流動(dòng)速度提高熱交換率是突破的關(guān)鍵，產(chǎn)品團(tuán)隊(duì)首先是增大前后窗開(kāi)孔率，相比于上一代產(chǎn)品提高15%以上，這可以讓更多風(fēng)量順暢的流入到機(jī)器內(nèi)部而且風(fēng)流速度也更快，同時(shí)根據(jù)G7服務(wù)器內(nèi)風(fēng)道和高功耗部件布局，以毫米為基準(zhǔn)線(xiàn)進(jìn)行內(nèi)部風(fēng)道低阻精密設(shè)計(jì)，每組內(nèi)存間距都是測(cè)算了性能和散熱效率上千次后的最優(yōu)解，并在風(fēng)道中增加波導(dǎo)網(wǎng)擊破湍流，設(shè)計(jì)系統(tǒng)風(fēng)流導(dǎo)向器、PSU風(fēng)流導(dǎo)向器等精細(xì)化的散熱部件，讓風(fēng)流更平穩(wěn)同時(shí)更精準(zhǔn)的按照既定的風(fēng)道高效帶走熱能，從而解決散熱平衡問(wèn)題。
破解了風(fēng)源和風(fēng)流場(chǎng)之后、產(chǎn)品團(tuán)隊(duì)開(kāi)始破解高功耗部件難題，通過(guò)嘗試幾百種形態(tài)和材質(zhì)的散熱器，最終按照不同產(chǎn)品和配置情況，定義了標(biāo)準(zhǔn)散熱、T型散熱、虹吸散熱、冷板散熱等多種方案，最終整機(jī)散熱效率提升可24%以上，單臺(tái)設(shè)備一年可以節(jié)約近千度電力。
二是，針對(duì)整機(jī)系統(tǒng)，單節(jié)點(diǎn)架構(gòu)突破和結(jié)構(gòu)部件的優(yōu)化帶來(lái)的收益是有局限的，如把單節(jié)點(diǎn)的綠色節(jié)能維度提高到機(jī)柜層級(jí)，這將為數(shù)據(jù)中心帶來(lái)多少綠色收益呢？為此產(chǎn)品團(tuán)隊(duì)，針對(duì)于部署密度更高，PUE需求更強(qiáng)的用戶(hù)設(shè)計(jì)了整機(jī)柜服務(wù)器產(chǎn)品，通過(guò)集中供電、一體化交付、高密度部署的方式給客戶(hù)帶來(lái)更高收益。以集中供電技術(shù)為例，通過(guò)集中供電技術(shù)把原本離散的電源進(jìn)行池化。原本通用服務(wù)器離散供電的冗余要求是1+1，以20節(jié)點(diǎn)為例需要40顆PSU進(jìn)行供電，且PSU之間無(wú)法實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡，當(dāng)服務(wù)器負(fù)載較低時(shí)，電源的轉(zhuǎn)化效率處于較低水平。當(dāng)通過(guò)整機(jī)柜的形式將電源進(jìn)行池化后，整機(jī)20個(gè)節(jié)點(diǎn)可以采用N+1或N+2（N+M）冗余模式，大幅減少PSU總數(shù)。同時(shí)，池化后的PSU之間可以實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡，結(jié)合動(dòng)態(tài)PSU節(jié)能調(diào)節(jié)技術(shù)，在整機(jī)柜負(fù)載較低時(shí)，關(guān)閉多余的PSU，始終使得PSU保持在高轉(zhuǎn)化率的負(fù)載下，效率更高。所以，通過(guò)集中供電技術(shù)可以降低整個(gè)TCO中的整機(jī)柜成本，另外可以提升交付效率。經(jīng)過(guò)測(cè)算，供電效率大約可以提升4%-5%左右，極大的降低了電力消耗，幫助實(shí)現(xiàn)低碳目標(biāo)。
軟件定義，智能調(diào)控優(yōu)化散熱
完成硬件解構(gòu)，接下來(lái)就是通過(guò)軟件定義的方式優(yōu)化，為此產(chǎn)品團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了多種方案。
一是，面向部件的，比如單盤(pán)上下電、散熱策略自動(dòng)匹配等，通過(guò)CPLD實(shí)現(xiàn)單塊硬盤(pán)上下電控制，可以將系統(tǒng)吞吐控制在一定數(shù)量的磁盤(pán)，讓其他硬盤(pán)進(jìn)行休眠狀態(tài)，節(jié)省能耗，配合對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)固件開(kāi)發(fā)，首先使硬盤(pán)進(jìn)入standbyz的深度休眠模式，此模式硬盤(pán)只有1.06W；此外，通過(guò)調(diào)整散熱策略，大幅度降低風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，將風(fēng)扇功耗控制到10W，從而降低整機(jī)系統(tǒng)功耗，在降低IT設(shè)備功耗的同時(shí)，降低機(jī)房制冷設(shè)備功耗，相比傳統(tǒng)方案，單TB功耗下降315%，節(jié)省機(jī)房空間40%，TCO效益降低30%以上。
二是，整機(jī)散熱策略?xún)?yōu)化，G7服務(wù)器產(chǎn)品團(tuán)隊(duì)在產(chǎn)品中內(nèi)置了400多個(gè)傳感器，及時(shí)的收集不同位置和入風(fēng)口等溫度的信息，通過(guò)檢測(cè)到的信息配合獨(dú)有的整機(jī)分區(qū)智能調(diào)控技術(shù)，G7服務(wù)器可以按照不同風(fēng)道中部件的功耗情況，智能調(diào)節(jié)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，解決溫度傳遞滯后性問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)風(fēng)扇節(jié)能調(diào)速和精確送風(fēng)，這個(gè)功能就好像是豪車(chē)的配置，同一輛車(chē)中胖人可能想讓溫度低一點(diǎn)，瘦人可能想讓溫度高一點(diǎn)，每個(gè)人的需求都有所不同，所以G7服務(wù)器針對(duì)客戶(hù)應(yīng)用提供16種不同散熱策略方案，按需選擇做到"千人干面"，滿(mǎn)足不同業(yè)務(wù)所需。
全鏈路踐行減少碳足跡 承擔(dān)企業(yè)社會(huì)責(zé)任
2022年，浪潮信息將"All in 液冷"納入到公司戰(zhàn)略中，實(shí)現(xiàn)了全線(xiàn)服務(wù)器產(chǎn)品支持冷板式液冷。而在最新一代浪潮信息英信G7服務(wù)器產(chǎn)品更加注重綠色創(chuàng)新的研發(fā)，不僅優(yōu)化了產(chǎn)品設(shè)計(jì)并從制造、交付、回收等全鏈上關(guān)注產(chǎn)品的綠色環(huán)保能力，踐行減少碳足跡的環(huán)保理念。
在產(chǎn)品設(shè)計(jì)方面，浪潮信息英信G7服務(wù)器支持冷板式液冷、浸沒(méi)式液冷等創(chuàng)新技術(shù)，其中冷板式液冷覆蓋包括CPU、內(nèi)存等高功耗部件，液冷覆蓋率可達(dá)70%以上，同時(shí)液冷模組兼容多種主流液冷快接方案，有效減低整機(jī)能耗并降低部署成本，可幫助數(shù)據(jù)中心的PUE下降到1.1以下。而面向極高密度部署和超高運(yùn)算效率的特殊需求場(chǎng)景，浪潮信息英信G7服務(wù)器支持浸沒(méi)式液冷整體解決方案，可適配50℃的進(jìn)液溫度，這將幫助客戶(hù)降低散熱成本，節(jié)約用電量為數(shù)據(jù)中心帶來(lái)更高的TCO收益，以1300臺(tái)服務(wù)器為例，相差10℃的進(jìn)液溫度，每年預(yù)計(jì)可減少17萬(wàn)元以上投入。同時(shí)浪潮信息可為數(shù)據(jù)中心提供全方位的液冷整體解決方案，具備全棧液冷能力。
此外，G7服務(wù)器從產(chǎn)品部件內(nèi)部結(jié)構(gòu)到包材都堅(jiān)持綠色低碳，在關(guān)鍵部件如網(wǎng)卡、RAID卡、顯卡、內(nèi)存、硬盤(pán)等工藝設(shè)計(jì)選用無(wú)鉛（ROHS）要求的產(chǎn)品，包材100%可回收，并創(chuàng)新使用緩沖氣袋，體積較傳統(tǒng)EPE襯墊減少90%，塑膠材料用量減少30%，以50萬(wàn)臺(tái)出貨為例來(lái)計(jì)算，這種包材可減塑超350噸。
同時(shí)，浪潮信息英信服務(wù)器的綠色設(shè)計(jì)也得到了國(guó)際和國(guó)內(nèi)多方權(quán)威機(jī)構(gòu)的認(rèn)可，目前G7服務(wù)器已獲得中國(guó)質(zhì)量認(rèn)證中心頒發(fā)的節(jié)能認(rèn)證證書(shū)和中環(huán)聯(lián)合頒發(fā)的中國(guó)環(huán)境認(rèn)證，以及UL頒發(fā)的美國(guó)能效Energy star認(rèn)證和韓國(guó)能源管理公社頒發(fā)的韓國(guó)能效E-standby等多個(gè)權(quán)威認(rèn)證，高效助力數(shù)據(jù)中心綠色低碳發(fā)展。
全球的氣候問(wèn)題需要國(guó)際社會(huì)共同積極應(yīng)對(duì)，在未來(lái)，浪潮信息將持續(xù)創(chuàng)新助力環(huán)境可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)實(shí)現(xiàn)，承擔(dān)更多企業(yè)責(zé)任，為合作伙伴提供更高效節(jié)能、綠色低碳的產(chǎn)品解決方案，助力千行百業(yè)夯實(shí)綠色算力底座，為推動(dòng)全球可持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)智慧和力量。
