北京2021年12月15日 /美通社/ -- 隨著云計(jì)算、人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)和移動互聯(lián)網(wǎng)的深入發(fā)展，新基建成為我國數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基石，作為新基建的重要組成部分，數(shù)據(jù)中心向集約化、規(guī)模化發(fā)展，但是與此同時(shí)，由于數(shù)據(jù)中心耗電量不斷刷新記錄，在碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)下，數(shù)據(jù)中心的節(jié)能減排也備受關(guān)注。以整機(jī)柜、液冷為代表的開放計(jì)算技術(shù)，能夠大幅降低數(shù)據(jù)中心能耗，推動數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施的綠色低碳可持續(xù)發(fā)展。
數(shù)字經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展 雙碳背景下更需要以全局維度規(guī)劃數(shù)據(jù)中心
在數(shù)據(jù)應(yīng)用越來越復(fù)雜的背景下，數(shù)字產(chǎn)業(yè)化，產(chǎn)業(yè)數(shù)字化快速推進(jìn)，業(yè)務(wù)普遍開始走上向“云端”，原本作為輔助支撐的IT設(shè)備，轉(zhuǎn)變?yōu)楹诵纳a(chǎn)工具。同時(shí)隨著“計(jì)算”向“智算”的轉(zhuǎn)變，整個(gè)社會的計(jì)算需求呈現(xiàn)指數(shù)型增長，CPU/GPU作為算力核心承載器件，功耗日益增加，5年內(nèi)，GPU的最高功耗將從500W突破至700W，CPU的最高功耗也將從300W突破至500W。隨著核心組件功耗的提升，據(jù)預(yù)測到達(dá)2025年，面向計(jì)算密集型應(yīng)用的42U單機(jī)柜功耗將普遍超過40kW/Rack，能耗的需求更是不斷攀升。以我國數(shù)據(jù)中心為例，整體用電量以每年超過10%的速度遞增，2020年我國數(shù)據(jù)中心用電量突破2000億千瓦時(shí)，占全社會用電量的比重升至2.7%；根據(jù)預(yù)測，到2030年數(shù)據(jù)中心用電量將突破4000億千瓦時(shí)，占全社會用電量的比重將升至3.7%。
由此可見，數(shù)據(jù)中心是未來為數(shù)不多能源消耗占社會總用電量比例持續(xù)增長的行業(yè)。數(shù)據(jù)中心未來勢必要走上加快綠色發(fā)展降低碳排放的道路。工信部印發(fā)的《新型數(shù)據(jù)中心發(fā)展三年行動計(jì)劃（2021-2023年）》中也明確指出建設(shè)目標(biāo)：到2023年全國數(shù)據(jù)中心總算力會達(dá)到200個(gè)EFLOPS的性能，國家樞紐節(jié)點(diǎn)算力規(guī)模占比超過70%，新建的大型數(shù)據(jù)中心的PUE要小于1.3。種種變化都在向數(shù)據(jù)中心提出全新的要求，數(shù)據(jù)中心已經(jīng)進(jìn)入了“共性規(guī)劃”+“個(gè)性適配”的時(shí)代，共性規(guī)劃將覆蓋了綠色節(jié)能、性能密度、快速交付、統(tǒng)一管理這些核心要求，而個(gè)性適配則要根據(jù)我們的數(shù)據(jù)中心的地方政策、資源指標(biāo)限制、行業(yè)屬性、技術(shù)現(xiàn)狀來決定。因此，在共性規(guī)劃+個(gè)性適配的階段，IT基礎(chǔ)設(shè)備的最大變化之一是其耦合程度逐漸提升，只有從數(shù)據(jù)中心層面去規(guī)劃供電、散熱、管理，才能取得最佳的效果。
開放計(jì)算助力數(shù)據(jù)中心低碳高效發(fā)展
開放計(jì)算是當(dāng)前乃至未來數(shù)據(jù)中心的創(chuàng)新主力，通過全球化協(xié)作的創(chuàng)新模式，解決數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施可持續(xù)發(fā)展的重大問題，如能耗、高速網(wǎng)絡(luò)通信、智能運(yùn)維及循環(huán)利用等。構(gòu)建綠色高效的數(shù)據(jù)中心是開放計(jì)算重點(diǎn)關(guān)注的領(lǐng)域。
開放計(jì)算最重要的貢獻(xiàn)之一是整機(jī)柜技術(shù)規(guī)范的制定，這也是最早的項(xiàng)目。在標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的推動下，整機(jī)柜取代了原本分散的、孤立的數(shù)據(jù)中心計(jì)算平臺，實(shí)現(xiàn)了硬件層面的解耦，將計(jì)算、存儲、網(wǎng)絡(luò)、供電、散熱等多個(gè)模塊逐一拆分并重新組合，大大提升了系統(tǒng)部署的效率、降低后期運(yùn)維的難度，從架構(gòu)層面實(shí)現(xiàn)了能耗的優(yōu)化，也讓數(shù)據(jù)中心朝著綠色環(huán)保的方向邁進(jìn)了一大步。目前國內(nèi)的大型互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心已經(jīng)使用了開放計(jì)算架構(gòu)，PUE可以達(dá)到1.2，系統(tǒng)故障率降低 90%，運(yùn)維效率提升3倍，總成本降低10%。
液冷也是節(jié)能應(yīng)用的新方向，浪潮信息也在參與Rack & Power項(xiàng)目子課題，研究采用不同的液冷方式大幅降低數(shù)據(jù)中心的PUE，采用集中供電的技術(shù)提高數(shù)據(jù)中心電源的轉(zhuǎn)化效率。同時(shí)浪潮信息也在Hardware Management的課題推進(jìn)OpenBMC開源架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心智能節(jié)能的管理，目標(biāo)是促進(jìn)節(jié)能技術(shù)的創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用，構(gòu)建綠色低碳的創(chuàng)新。
無論是全新的架構(gòu)設(shè)計(jì)還是液冷帶來的能效提升，都讓數(shù)據(jù)中心的能耗有了明顯的變化。如今，以O(shè)CP為代表的開放計(jì)算已經(jīng)發(fā)展了10年，通過整機(jī)柜的模式，數(shù)據(jù)中心的能耗相對于傳統(tǒng)的服務(wù)器降低了15%，這其中包括了集中供電、集中散熱、高壓直流等多種技術(shù)的引入，而在液冷的加持下，這種能耗的節(jié)約可能會翻一番，達(dá)到30%甚至更多。
由此看來，數(shù)據(jù)中心節(jié)能也是一項(xiàng)系統(tǒng)性的工程，除了傳統(tǒng)意義上風(fēng)火水電等基建層面的建設(shè)之外，IT系統(tǒng)架構(gòu)的調(diào)整乃至于軟硬件適配與協(xié)同工作，同樣會影響到系統(tǒng)的運(yùn)行效率，進(jìn)而影響到耗電量與碳排放。
作為OCP、ODCC、Open19全球三大開放計(jì)算組織的核心成員，浪潮信息積極推動綠色高效的開放數(shù)據(jù)中心標(biāo)準(zhǔn)建立，與產(chǎn)業(yè)鏈上下游伙伴協(xié)同創(chuàng)新。針對高密度整機(jī)柜服務(wù)器、支持液冷的高效制冷系統(tǒng)、高壓直流的高效供電系統(tǒng)等領(lǐng)域積極推動開放數(shù)據(jù)中心標(biāo)準(zhǔn)的建立與實(shí)踐。
