伴随数字化转型、数实融合进程的不断加快,全社会对算力需求越发迫切,预计每年将以20%以上的速度增长。算力基础设施建设加快推进,数据中心规模持续扩大,与之相对的,数据中心能耗也在不断提升,在“双碳”目标与行业发展的共同需要下,绿色低碳成为数据中心发展趋势。
作为IT设备之外的大耗能源,制冷成为关注焦点。多个厂商对此进行深入研究,在高效制冷方面实现了多项突破。在2023宁畅“极致冷静 集智计算”发布会上,宁畅信息产业(北京)有限公司(简称宁畅)发布的业内首款基于第四代英特尔® 至强®可扩展处理器的浸没式液冷服务器B7000,在PUE值方面可实现≤1.05,伴随其未来应用的增多,将成为推动数据中心绿色发展的重要助力。
图:宁畅浸没液冷服务器B7000
浸没式液冷为极致性能与极低能耗赋能
从制冷方式看,数据中心目前主要有两种形式,风冷与液冷。相较而言,液冷在高效制冷上有着天然优势,其冷却能力是空气的1000-3000倍,且液冷对环境要求低,适应性强,被普遍认为是未来数据中心的主流制冷方式。
液冷又主要分为浸没式液冷与冷板式液冷,其中,浸没式液冷为直接冷却,具备高性能、高投资的特征,这也决定了其更适合于要求极致性能的数据中心。不过,浸没式液冷由于研发难度大、初期投入高等原因,应用与商业化还处于相对早期的阶段。
这一情况下,宁畅此次推出的B7000将对整个市场产生较大影响,其搭载了第四代英特尔® 至强®可扩展处理器,多维度的突破创新保障了产品的高性能,降低了数据中心的运维成本,在云计算、高性能计算等场景拥有着广阔的前景。
据宁畅信息产业(北京)有限公司副总裁兼CTO赵雷介绍:B7000通过采用浸没式液冷技术,带来了极致冷静节能。浸没式液冷技术极大提高系统换热效率,功耗降低30%,数据中心PUE≤1.05;无风扇设计保证了低躁静音,整机可支持高环境温度35℃可靠运行,可兼容多种电子氟化液,安全性、灵活性等均得到大幅提升。
同时,B7000是自主研发设计,产品使用更便捷高效省力。TANK集成供电、网络于一身,一体化部署省时省力;免工具维护设计则让外围部件能更好地实现快速拆装,极大地缩短运维时间;机械臂吊装可实现单人维护,12节点独立解耦能够单独拆卸维护,仿节点占位块设计能有效减少液体用量。
B7000还通过智能运维管理的创新,提升了系统的安全可靠性。漏液检测技术、动态补液技术,有效保障数据中心安全;低蒸发低泄漏设计可大程度防止冷却液蒸发,年损失率小于3%;严格的元器件选型,使其可支持浸泡90000小时以上;自动&手动流量调节模式的结合,使得高流量控制精度可达0.1 LPM。
多方面的突破,使得B7000能为数据中心节能提供有效支撑,将推动算力的高效绿色化。
冷板式液冷性价比提升适用于普遍性需求
液冷的另一种主要形式——冷板式液冷在近年来也取得显著发展,其技术成熟度不断提高,性价比明显提升,更加适用于数据中心的普遍性需求。
宁畅在此次发布会上的产品也体现了这一点,全新升级的冷板式液冷服务器R620 G50 LP可全面支持冷板式液冷,且同样搭载第四代英特尔® 至强®可扩展处理器,通过冷却系统差价与CPU差价正负相抵,可让数据中心在性能与电费上获得双重收益,极大地提高了冷板式液冷的性价比。
图:宁畅冷板式液冷服务器R620 G50 LP
R620 G50 LP在多项功能与技术上做了优化,提升了冷板式液冷的安全性与散热性。如两级防漏液机制可让漏液风险降低80%;铜铝结合冷板提升了导热效率,降低了重量,且无电化学反应风险,在保证效能的基础上实现了高安全性与高效制冷,PUE可≤1.12。
宁畅还提供零改造风液混合解决方案,其核心器件为冷板式液冷散热,能保证性能的释放,性价比的提高;压力、流量、温度自动控制,能够进行集成化管理;风液CDU可实现冷热交换;双重冗余则可避免失效风险。
赵雷表示,大量的数据中心需要进行制冷改造升级,预计2025年达到35-40%的冷板式液冷渗透率,但存在改造难度大、成本高等情况,零改造风液混合解决方案便是在此背景下提出的,不仅实现了高效制冷与高性价比,也降低了改造、建设难度,更适合绝大多数客户使用。
优化风冷在当前阶段不可或缺
液冷之外,在当前阶段,风冷的优化也是数据中心提升制冷效果的重要一环。
这是因为数据中心在制冷方面不能只考量散热效果,还受到建设、改造成本,布局条件等影响,在当前阶段,风冷在相关方面依旧有其优势与可取之处。
以实际来看,想要提升风冷的散热效果,需要在整体设计、散热器技术等方面进行提升,以扩大进风面积、提高风压,满足数据中心制冷需求。目前,相关厂商也展开多项实践。
以宁畅为例,其研发的“蝶翼”散热器系统,散热面积增加42%,大支持400W风冷散热,可支持液冷CPU运行;全新静雅盘盒设计则让进风面积增加15%,精准导流设计实现部件级精准散热,后面板精密开孔通风量实现5%提升。
多项技术、设计革新提升了风量与风压,同时,搭载风冷的宁畅G50系列服务器实现了六重减震,可完全抵消因风扇转速提高带来的副作用,进而满足数据中心高效制冷的要求,PUE可实现≤1.3。
由此可见,宁畅完成了制冷产品全场景覆盖,赵雷指出,从风冷到液冷、从服务器到基础设施、从芯片到数据中心,宁畅实现了产品形态全覆盖、应用场景全覆盖、配置支持全覆盖,且能够精准解决客户痛点、精准面向客户场景、精准匹配硬件规格。
数据中心高效制冷也需要更多如宁畅一样的企业加强对液冷与风冷的研究,通过行业的共同努力提升技术水平,实现数据中心制冷的发展,助力算力算效提高,推动数字化转型高质量发展。