南宫中科曙光“绿色数据(算力)中央”的节能新冲破

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  ◎《漂浮地球2》中新型揣度机的“原型”泉源于中科曙光还未正式颁布的“缸式”新型浸没液冷揣度机。中科曙光及旗下公司曙光数创正在液冷技能范畴已搜索众年,这一技能目前被广大用于构修绿色数据(算力)核心——为懂得决数据核心节能减碳题目,中科曙光接连推出新技能为效劳器、存储器“降温”,打制存算一栈式液冷计划。

  正在影戏《漂浮地球2》中,映现了一台“2058年的揣度机”,它可餍足数万座带头机协同运作,并维持“数字人命”安置所需算力。这台新型揣度机的“原型”泉源于中科曙光还未正式颁布的“缸式”新型浸没液冷揣度机。中科曙光及旗下公司曙光数创正在液冷技能范畴已搜索众年,这一技能目前被广大用于构修绿色数据(算力)核心。

  揣度、存储、收集被称为数据核心的三大IT基本步骤,也是数据核心耗电量的主要泉源,为懂得决数据核心节能减碳题目,中科曙光旗下公司曙光数创推出浸没式相变液冷计划为效劳器“降温”。客岁,中科曙光则推出了曙光ParaStor液冷存储体系为存储器“降温”,打制存算一栈式液冷计划。

  目前,由中科曙光插手维护的繁众液冷数据核心,一年节流电能达2亿度,节流的这些电能可餍足12.5万个中邦度庭终年用电,相当于删除66157吨二氧化碳的排放。

  邦度“东数西算”工程启动已有一年,宇宙各地的数据核心项目正正在紧锣密胀地维护中,以餍足数字经济期间日益增加的算力需求。举动新基修的主要构成部门,算力一经成为拉动数字经济增加的一辆主要马车,是新的坐蓐力。

  但与此同时,数据核心也被业内称为耗电大户。中邦电子技能模范化查究院数据显示,2021年宇宙数据核心能源耗费到达2166亿千瓦时,这相当于超1亿个中邦度庭的终年用电量。正在“双碳”策略方针的靠山下,若何正在保险数据核心巩固高效运营的条件下节能减排,成为业界和学界查究的要点。

  数据核心为何耗电量大?正在曙光云揣度集团首席策略架构师王修波看来,数据核心的耗电外现正在两个方面,一方面是数据核心所承载的供应算力效劳的IT设置,另一方面则是保险IT设置巩固运转的制冷设置。

  效劳器、存储、收集被称为数据核心基本步骤的三大件。正在一座超大型数据核心里,数层高楼,数千平方米的土地上,仅密密层层陈设着的效劳器就数以万计,这些设置24小时不苏息运转,以维持上逛使用场景,个中一张供应算力的GPU卡的功率都有几百瓦,可念而知一座数据核心的能耗量是一个天文数字。

  跟着使用场景对算力的品种数目和质地精度等央浼越来越高,效劳器的耗电量将越来越大。王修波告诉记者,(效劳器)解决职能越强,集成度越高,耗电量同样也就越大,这是一种相辅相成的相闭。“比如一块单晶硅片上集成的数字电途越茂密,其解决本事越强,但耗电量也越大。”

  保险IT设置巩固运转的其他设置则囊括除湿、散热等设置。正在业内,为了精准揣度数据核心的能源应用率,将数据核心耗费的一起能源与IT负载耗费的能源的比值称为PUE(Power Usage Effectiveness),PUE值越低,意味着能源应用率越高。

  要杀青数据核心的节能减排,则要从低落PUE值来入手。工信部印发的《新型数据核心繁荣三年活跃安置(2021-2023年)》中,昭着指出到2023腊尾,新修大型及以上数据核心PUE低落到1.3以下,苛寒和严寒区域力图低落到1.25以下。

  那么若何低落数据核心PUE值?耗电量最大的效劳器是节能降碳的要点,冷却则是环节一环,一方面高温也许会使效劳器停滞运转,另一方面温度越高则意味着降温必要耗费的电量越大。“数据核心制冷紧要有几种形式,如风冷、液冷等,个中PUE到达1.1以下的根本依托液冷。”王修波告诉记者。

  所谓液冷,是指用滚动液体将揣度机内部元器件爆发的热量通报到揣度机外,以担保揣度机管事正在安宁温度界限内的一种冷却手段,目前液冷技能分为冷板式、喷洒式和浸没式。

  早正在2011年,中科曙光便起首节能液冷技能的搜索与查究,其浸没式相变液体计划被使用于宇宙众个数据核心。

  正在成都中科曙光参修的一座“绿色数据核心”,机房的效劳器就采用了曙光数创的浸没式相变液冷计划。记者懂得到,蕴涵CPU(核心解决器)、GPU(图形解决器)等元器件正在内的效劳器被直接浸没正在一种电子氟化液中,一贯冒出欢腾的小气泡,这些小气泡带着热量进入装有冷水的冷却安装,待温度降落后再轮回回到效劳器,而罗致了热量的热水则跟着管道进入外部的冷却塔。

  所谓浸没式相变液冷计划,环节词是“浸没”和“相变”。王修波告诉记者,区别于冷板式液冷,浸没式相变液冷计划不是将散热最众的环节元器件放入液体中,而是将效劳器满堂浸没正在液体中。相变则是指物质形态产生变革,高温使上述电子氟化液正在50摄氏度摆布便欢腾转化为气体,继而与冷水举办热交流。

  上述散热形式能带来哪些利益呢?一方面因为上述液态高分子资料沸点较低,该处理计划可使CPU等紧要芯片运转温度降落10摄氏度摆布,从而特别带来10%~30%的使用职能提拔,同时温度蜕化幅度减小,也提拔了数据核心运转的巩固牢靠性;另一方面该处理计划去掉了空调体系以及对应的风冷基本步骤,维护本钱低落,使数据核心杀青终年自然冷却南宫,电扇风性能耗低落靠拢100%,相较于风冷总能耗低落约30%。

  别的,区别于其他液冷技能,因为将效劳器满堂浸没,以及采用气体的款式带走热量,浸没式相变液冷计划采用高密度安置,可为机房节流85%摆布的空间。这也就意味着同样面积的机房内或许睡觉更众的效劳器,从而提升运算功用,同样数目的效劳器则可能睡觉正在更小的空间内,从而低落能耗。

  王修波举例说,比如素来(肯定数目的效劳器)必要放正在五层楼里,每层楼必要睡觉照明灯、空调等,采用上述计划现正在可能放正在两层楼里,就可能省俭三层楼的电力开销。

  除了效劳器,存储体系同样是数据核心耗电量较大的设置。中邦数据核心节能委员会的一项查究说明,数据核心IT设置体系所爆发的功耗中,效劳器体系约占50%,存储体系约占35%。因而,存算一栈式液冷计划成为杀青数据核心“深度绿色化”的环节一环。

  为此,中科曙光正在客岁推出了曙光ParaStor液冷存储体系,这也是业内首个液冷存储体系,其将冷板液冷计划与存储技能团结。比拟风冷形式,液冷存储体系职能提拔越过20%,以EB级单元存储步骤的耗电量为例,比拟风冷形式,采用液冷存储一年可节电450万千瓦时,删除1493吨二氧化碳排放。

  相较于效劳器,内存、刻板硬盘等存储环节部件采用液冷计划的难点正在哪儿?王修波告诉记者,通用的电子元器件要放到一种液体里,况且要声援热插拔(带电插拔),个中有良众技能性的打破。“好比我把CPU内存储器取下来,取下来之后口要尽速紧闭,不然就连电了,正在插拔一刹那还不行让液体进去,这内部都有良众打破性的安排。”

  比如,中科曙光所安排的液冷存储计划中,正在硬件安排时,担保硬盘盘盒与液冷箱体的接触面积餍足刻板硬盘的散热需求,而且硬盘的插拔操作不会带来散热接触面的蜕化,填补了液冷轮回体系后,仍能坚持硬盘的独立热插拔。

  从揣度与存储两个维度助力数据核心行业绿色低碳、节能减排的同时,中科曙光正在本身产物的坐蓐方面同样器重绿色节能。

  据悉,曙光智能创制基地从产物安排开拓、原资料选用、坐蓐工艺验证、包装优化到接管应用悉数贯彻绿色创制理念,不良品率、运营本钱较起初坐蓐线%。

  王修波告诉记者,基地整个采用无灯工场,呆板人坐蓐功课,坐蓐牢靠性提拔。据懂得,基地采用优秀的邦产呆板人和数字孪生技能杀青主动化坐蓐和智能监控,工场主动化率达95%以上,均匀每90秒便可拼装一台高端效劳器产物。

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