“東數(shù)西算”數(shù)據(jù)中心為何依靠液冷散熱技術節(jié)能減排?
“東數(shù)西算”通過構建數(shù)據(jù)中心、云計算、大數(shù)據(jù)一體化、高性能計算的新型算力網(wǎng)絡體系,將東部算力需求有序引導至西部,優(yōu)化數(shù)據(jù)中心建設布局,促進東西部協(xié)同聯(lián)動。
服務器行業(yè)迎來多重利好。一方面,作為“東數(shù)西算”政策 的重要落地方向,為服務器長期需求打開空間。另一方面,信息技術發(fā)展促數(shù)據(jù)云端轉移。隨著疫情以及缺芯影響逐漸緩解、CPU更新迭代,2022 年服務器市場將迎來新一輪成長周期。那么服務器所運用的散熱技術是什么呢?為什么要依靠液冷散入技術呢?
1能源的需求逐日增大
隨著日常生活(工廠、辦公室和家庭)中融入新技術,對能源的需求量比以往迅速增大。預計僅明年,全球能源需求將增加1億瓦。
新冠肺炎疫情后的經濟反彈對為現(xiàn)有電力供應帶來極大的壓力。2020年,全球電力由于疫情原因需求降低1%。2021年需求反彈,預計增長5%,2022年預計再增長4%。那么,顯而易見的是,經濟復蘇同時導致電力能源使用激增。
數(shù)據(jù)中心從簡單的網(wǎng)頁服務器發(fā)展到物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、邊緣計算、5G和許多其他密集型的工作負載。由于這些需求,數(shù)據(jù)中心開始轉向綠色冷卻技術。專家認為,除環(huán)境優(yōu)勢外,液體冷卻的電力成本和建筑數(shù)據(jù)中心方面的費用同樣巨大。
2實現(xiàn)碳減排
在能源需求和碳排放不斷上升的同時,可再生能源的使用也隨之增長并且速度極快。可再生能源的優(yōu)點是為數(shù)據(jù)中心和其他應用提供一種可持續(xù)的電力來源,同時減少碳排放。
超過20家頂級科技公司(Facebook和谷歌等)已經通過使用可再生能源滿足數(shù)據(jù)需求,實現(xiàn)綠色環(huán)保。將使發(fā)電能力從不可再生能源轉變?yōu)榄h(huán)保能源。
除更可持續(xù)地發(fā)電,數(shù)據(jù)中心還可以更有效地控制其電力使用,主要歸功于更節(jié)能的服務器和基礎設施。任何數(shù)據(jù)中心都有相當一部分的電力用于冷卻(在某些情況下是40%)——因此環(huán)境可持續(xù)的“綠色冷卻”成為環(huán)保工作的目標。
綠色冷卻涉及到“液體冷卻”的使用,即將服務器直接放入不導電的流體中。使用液體冷卻劑有以下優(yōu)點:
一、消除冷卻所需的能源同時,也消除服務器本身所使用的一些能源。
二、每千瓦時電力生產一磅的二氧化碳,減少了數(shù)千萬英鎊的碳排放。
3綠色冷卻有助于清潔空氣
綠色冷卻技術是否像液體浸泡一樣對環(huán)境一樣影響巨大?為大幅減少舊冷卻技術的不可持續(xù)使用的問題,新的冷卻技術被開發(fā)出來。在液體冷卻和空氣冷卻的對比中,單相液體冷卻減少大約一半的數(shù)據(jù)中心的能源消耗。
如,油氣公司CGG的能源使用量減半,同時其電力基礎設施的服務器容量也增加一倍。企業(yè)擁有一個龐大但無法使用的數(shù)據(jù)中心,它消耗的電量和服務器使用的電量一樣多。
部署GRC的ICEraQ液浸解決方案,以節(jié)省時間成本。這些4 × 42U機架擁有令人震驚的冷卻能力(100kw),允許模塊化建造和沒有停機時間。CGG實現(xiàn)了向綠色冷卻的無痛轉變,產品安裝僅需幾周時間,而且成本低廉。
由于采用液體冷卻的綠色環(huán)保技術,公司在減少污染的同時,保持了服務器溫度的平衡,甚至降低了噪音。另一個好處是,現(xiàn)在的服務器運行非常安靜,技術人員可以在房間里進行對話。
4減少碳排放
隨著液體浸沒式冷卻擴散到更多的數(shù)據(jù)中心,碳排放將同時大幅減少。這項技術正逐漸成為數(shù)字企業(yè)的主要技術。數(shù)據(jù)中心因其大量增加的能源使用而引起人們的關注,這些能源通常來自煤炭等碳排放源。綠色冷卻有效地解決了這個問題。
行業(yè)內專業(yè)人士都在努力減少行業(yè)的碳排放,因為化石燃料產生二氧化碳排放量極大。從未遇到過同樣需要找到對環(huán)境負責的解決方案的情況。數(shù)字設備在全球電力供應中占有很大的比重,讓數(shù)據(jù)中心減少碳排放,需要綠色冷卻。
5最佳能效
數(shù)據(jù)中心的能源效率決定清潔程度和綠色程度。更高的效率意味著更少資源損失和更高性能。與傳統(tǒng)的空氣冷卻相比,液體浸沒冷卻為數(shù)據(jù)中心提供了更高的效率。
東京工業(yè)大學(Tokyo Institute of Technology)通過建造有史以來最環(huán)保的超級計算,對計算機的能源效率潛力進行測試。這臺超級計算機結合了綠色軟件和硬件技術(如使用比中央處理器更多的圖形處理器,同時運行定制代碼)。
然而,能源效率的主要來源不是計算機本身,而是冷卻系統(tǒng)。TSUBAME-KFC也使用液體冷卻技術減少了大量的空氣冷卻成本,同時也減少了處理器本身的資源消耗,因為處理器在液態(tài)環(huán)境下運行效率更高。
結果不言自明,日本的超級計算機成功地達到了驚人的每瓦45億次浮點運算,比之前的記錄高出40%以上,這要歸功于液體冷卻的能源效率。因此,TSUBAME-KFC被列為Green500最環(huán)保的超級計算機。
