推進產業(yè)化液冷數(shù)據(jù)中心，浪潮信息構建數(shù)據(jù)中心綠色升級新路徑
北京2022年4月15日 /美通社/ -- 雙碳目標下，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，助力構建綠色高效節(jié)能的新型數(shù)據(jù)中心。IPF大會上，浪潮信息液冷數(shù)據(jù)中心PDT經(jīng)理李金波對浪潮信息數(shù)據(jù)中心液冷技術、產品及解決方案進行了詳細介紹，以下基于演講實錄整理。
從2019年到2022年，全國數(shù)據(jù)中心機架數(shù)和能耗均有較大幅度的增長，根據(jù)相關機構調研，到2023年數(shù)據(jù)中心耗電量將達到2700億千瓦時，增幅約31.6%。分析數(shù)據(jù)中心生命周期費用占比，電費占比最高達57%，是基礎設施和IT設備投資的近2倍。進一步分析數(shù)據(jù)中心能耗占比，制冷系統(tǒng)用電量已與IT設備相當，占總用電量高達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
當前，芯片功耗與服務器功耗逐步上升。與之對應，單機柜功率密度也不斷增大。根據(jù)相關機構調研，2020年數(shù)據(jù)中心平均機架功率為8.5kW/機柜，相比于2011、2017年有明顯提高，年復合增長率達到15%。高功耗芯片，高密度服務器及單機柜密度的演進，對于傳統(tǒng)風冷散熱來說，既容易出現(xiàn)局部熱點，影響換熱性能；又需要不斷降低送風溫度，增大送風風量，影響制冷能耗。因此，傳統(tǒng)風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)展三年行動計劃》。計劃到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)濟社會數(shù)字轉型、智能升級等應用需求為牽引，運用綠色低碳技術、具備安全可靠能力、提供高效算力服務的新型基礎設施。
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。與風冷對比，液冷能更好地支持高功耗芯片解熱，保持芯片低溫運行，延長壽命；并提高換熱效率，減少服務器散熱熱點，支持機柜更高密度。通過有效利用自然冷源冷卻，液冷技術可有效降低數(shù)據(jù)中心PUE，更好地促進數(shù)據(jù)中心減少碳排放。因此，“液冷”將會成為新型數(shù)據(jù)中心的重要選擇。
“共性規(guī)劃+個性適配”打造產業(yè)化液冷數(shù)據(jù)中心
未來建設綠色化的液冷數(shù)據(jù)中心應當要綜合考慮“共性規(guī)劃+個性適配”，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)技術現(xiàn)狀。由于數(shù)據(jù)中心的使用周期遠高于IT設備，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)中心建設過程的一項重要工作。
對于傳統(tǒng)風冷老舊數(shù)據(jù)中心，浪潮數(shù)據(jù)中心提出風液式改造與液液式改造兩種模式。針對客戶室外側水冷無法部署，機房改動困難的情況，風液式改造可以實現(xiàn)系統(tǒng)“0改動，液冷化” ，讓客戶更快更直接的使用液冷設備。對于液液式改造，在盡可能實現(xiàn)原有風冷室內空調復、機柜復用、室外冷源復用的前提下，新增液冷系統(tǒng)部件及高功耗配電，用最小的系統(tǒng)改動，實現(xiàn)液冷的性能優(yōu)勢最大化。
對于新建數(shù)據(jù)中心實現(xiàn)綠色化的路徑，浪潮數(shù)據(jù)中心提出全預制化中高密度液冷數(shù)據(jù)中心產品及方案。從基建規(guī)劃階段出發(fā)進行液冷化設計，包括不同于風冷室外環(huán)境的自然冷源大溫差設計、室內預制化管路與環(huán)網(wǎng)設計、定制化整機柜架構設計、高功率密度配電系統(tǒng)等，在充分利用客戶機房空間的前提下，發(fā)揮液冷數(shù)據(jù)中心的真正優(yōu)勢。
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，浪潮高密服務器/AI/通用服務器全系支持液冷，同時，浪潮數(shù)據(jù)中心具有冷量分配單元、液冷整機柜、液冷接頭/分集水器、液冷室外冷源等核心液冷基礎設施，并配合高功率配電，風冷空調以及監(jiān)控系統(tǒng)。在系統(tǒng)方案層面，無論是新建預制化液冷數(shù)據(jù)中心，集裝箱液冷數(shù)據(jù)中心，還是風液式或液液式老舊機房改造，浪潮都能夠實現(xiàn)從前期規(guī)劃咨詢、中期設備定制、后期交付施工的端到端服務，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)架構特點可以總結為“高密低碳”、“敏捷交付”、“智能運維”。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)中心實現(xiàn)單柜高達100kW的節(jié)能供電與全自然冷源冷卻。同時，從液冷管路到液冷機柜再到液冷機房，浪潮能夠實現(xiàn)預制化加工+集成化交付，大幅縮短客戶現(xiàn)場加工、焊接、清洗，注水調試的時間。最后，數(shù)據(jù)中心智能管理系統(tǒng)能夠全方位管理每個機柜及每臺服務器，實現(xiàn)供水量、水溫等核心參數(shù)智能調控，尤其是漏液故障后，能實現(xiàn)精準定位、告警及停機，進一步將風險控制在最小影響范圍。
浪潮信息液冷不僅打造領先產品，也持續(xù)進行創(chuàng)新實踐?；谝豪涠囝I域需求，浪潮信息于2021年建立了液冷數(shù)據(jù)中心研發(fā)生產基地 - 天池。天池是領先的液冷創(chuàng)新中心，滿足了浪潮不同規(guī)格液冷服務器的各項研發(fā)、生產、測試需求。天池中心可支持冷板\節(jié)點\整機柜等快速插拔、換熱、流動等整體性能與功能測試，同時支持氣密、打壓、排液、烘干等工藝，全流程保障可靠性測試。值得一提的是，天池本身就是一個新型預制化液冷數(shù)據(jù)中心樣板，實現(xiàn)高密度的測試柜配置、預制化的管路環(huán)網(wǎng)設計、全時段全參數(shù)監(jiān)控與調控。
未來，浪潮信息將持續(xù)以客戶需求為基石，結合產學研創(chuàng)新驅動，完備供應鏈生態(tài)的產品保障，以及標準化規(guī)范化的應用推廣，建設基于產業(yè)化液冷的綠色數(shù)據(jù)中心，實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心液冷專業(yè)創(chuàng)新。
