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液冷技术让数据中心“更深绿”


世界上最快的计算机“天河二号”有个“冷知识”:它在高速计算的同时产生出大量的热。热从何来?“天河二号”的功耗达17.8兆瓦,在一定的负载情况下,广州超算中心一年为“天河二号”付出的电费就高达八千万元。

这正是高性能计算系统发展至今需要解决的两大问题:性能和能耗。2014年中国数据中心的总能耗超过900亿千瓦?时,超过了一座中型城市的耗电量。随着各数据中心对PUE等性能指标的关心,人们迫切需要建立“更深绿数据中心”。

曙光推中国首款量产液冷服务器

 

在实现“数据节能”的道路上,曙光公司不遗余力。在6月下旬举办的2015中科曙光技术创新大会上,曙光发布了中国首款可量产的液冷服务器:曙光TC4600E-LP液冷服务器。与该服务器相配套的制冷解决方案能大幅降低整机功耗并降低机房噪音指标,机房全年PUE轻松降至1.20以下。

 

TC4600E-LP液冷服务器前后面

 

在此之前,服务器散热多靠空气来冷却,即:风冷。不过空气并不是很好的冷媒,一般的液体的冷却效果都会比空气强1000~3000倍。风冷所不能解决的高能耗、低性能的问题,用液冷技术却可以得到显著的改善。服务器也因此实现了高密度、低噪音、低传热温差、全年自然冷却的效果。

TC4600E-LP需要的“冷却液体”是很容易获得的冷却塔提供的35℃的冷却水,不需用压缩机制冷循环即可获得,这使整个系统全年PUE下降到1.2以下变得非常容易。同时服务器CPU可超频运行,计算性能可提高12%。此外有国外研究显示CPU核温每提高10℃,可靠性降低一半,该液冷服务器的CPU核温比风冷极限温度可低20~30℃,可靠性大大提高。

“TC4600E-LP实际上是TC4600E服务器的液冷版本,未来曙光高端服务器都会同时开发液冷和风冷两种版本。”曙光数据中心产品事业部总经理沈卫东介绍说,该液冷版本是将服务器中温度最高、热流密度最大的部分——CPU的散热用液冷技术解决,兼具创造性。

部署液冷服务器不会加大数据中心成本

液冷,顾名思义,液体注入服务器,通过冷热交换带走服务器的散热。目前曙光对液冷技术使用会使相应服务器的成本提高约30%~40%。不过,这并不会增加数据中心的建设成本。

“发热部件CPU和部分电源模块的热量占服务器的70%,采用液冷技术后可以减少2/3容量的空调机设备投入。”沈卫东指出,液冷系统中去除了压缩机,比空调机系统成本大幅降低,可降低数据中心基础设施的初期投资。

如果不是新建机房而引入液冷服务器,综合考核液冷冷却器投入和风冷空调系统投入,液冷服务器所需的基础投入对风冷系统仍有优势,而服务器部分的“超支”一般可在1年到1年半通过在节能方面的表现回收成本。

此外,针对用户对液冷服务器液体泄漏的顾虑,曙光调研了多种快速插拔方案,并在过去3年里做了大量的实验证实了其液冷服务器在该方面的可靠性。据悉,量产的TC4600E-LP液冷服务器已应用于中国科学院大气物理研究所的“地球数值模拟装置”原型系统上,该系统预计在8月底即可与公众见面。

未来液冷或将触发行业颠覆式创新

TC4600E-LP属于冷板式液冷服务器,它是业内液冷模式的一种,暂时尚未触及服务器物理外形的变革。而另外一种液冷模式——浸没式,则有可能在服务器架构上带来颠覆式改变。

“目前冷板式液冷技术不太会改变服务器现有的物理形态,只是用冷板代替了原来的CPU的散热片,这一步比较容易实现。”沈卫东介绍说,浸没式则是“浸泡版”的冷板式,“冷板式实际上是一种中间替代方案,浸没式才是最终的结果。”

沈卫东称,浸没式未来的服务器或许是一个“缸”:大量贴在一起的主板,紧凑地浸泡在这个“缸”里面。该结构服务器的功率密度可以20倍于今天的产品。

“届时不但抛弃了现有服务器的外形,甚至会影响整个行业——除了冷却行业,他可能会影响到上游(如芯片设计等)很多行业。”沈卫东说。

 

- 液冷服务器图片分享

 

伴随计算机芯片运行速度的加快、数据中心机架密度的提高以及空气冷却成本的持续增加,如今,为计算机和服务器采用液体冷却的方式正变得越来越引人注目。随着冷却系统设计的继续发展,快速插拔接头在冷却系统中发挥着重要的作用,而且在计算机可用性、 操作人员便利性和整体性能等方面都做出了贡献。应根据7大特征对接头进行评估,即可靠性、耐用性、易用性、防溢能力、密封性、介质兼容性以及实惠性,这样才能确保所选接头的长期性能。应该选择能够提供各种塑料和金属接头,并且具有定制设计能力的接头供应商,这可以确保所选的接头是最适合您的应用需求的。

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