北京2022年8月30日 /美通社/ -- 近日，在2022英特爾中國數(shù)據(jù)中心合作伙伴技術(shù)峰會上，英特爾與浪潮信息等產(chǎn)業(yè)生態(tài)伙伴聯(lián)合發(fā)布了《綠色數(shù)據(jù)中心創(chuàng)新實踐 -- 冷板液冷系統(tǒng)設計參考》白皮書，分享冷板液冷技術(shù)關(guān)鍵部件的最新研究進展，旨在突破數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)功耗限制，并在降低設計與使用成本的同時，建立并逐步完善冷板液冷的生態(tài)系統(tǒng)，從而有效降低數(shù)據(jù)中心PUE值。
隨著云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等新一代信息技術(shù)快速發(fā)展，數(shù)據(jù)呈現(xiàn)爆炸式增長。作為儲存和計算基礎(chǔ)設施的數(shù)據(jù)中心加速建設是大勢所趨，數(shù)據(jù)中心規(guī)模不斷擴大，能耗持續(xù)高速增長。據(jù)相關(guān)估算，全國數(shù)據(jù)中心用電量總和已約占全社會用電量的 1.5%-2% 左右，且機柜規(guī)模仍保持高速增長態(tài)勢。與此同時，隨著"雙碳"目標持續(xù)推進，國家頻出數(shù)據(jù)中心建設相關(guān)政策，對PUE提出明確限制，要求到2025年，全國新建大型、超大型數(shù)據(jù)中心平均電能利用效率降到1.3以下。
為推進數(shù)據(jù)中心節(jié)能降碳，面向用電量占比與IT設備相當?shù)闹评湎到y(tǒng)"對癥下藥"是關(guān)鍵。近年來，數(shù)據(jù)中心單位空間產(chǎn)生熱量的瓦數(shù)正在不斷上升，同時功率密度也在增加，嚴重制約了傳統(tǒng)冷卻方法和技術(shù)的進一步應用和推廣。傳統(tǒng)風冷數(shù)據(jù)中心通?？梢越鉀Q 12kW 以內(nèi)的機柜制冷，而隨著服務器單位功耗增大，原先尺寸的普通服務器機柜可容納的服務器功率往往超過 15kW，這已經(jīng)到了空氣對流散熱能力的極限。液冷作為可以支持更高功率密度的先進制冷技術(shù)，成為新型數(shù)據(jù)中心的重要選擇。
最成熟、應用最廣，液冷散熱優(yōu)選之冷板式液冷
《綠色數(shù)據(jù)中心創(chuàng)新實踐 -- 冷板液冷系統(tǒng)設計參考》白皮書是英特爾與浪潮信息等冷板液冷產(chǎn)業(yè)生態(tài)伙伴緊密合作、聯(lián)合創(chuàng)新的重要成果之一，內(nèi)容涵蓋液冷一次側(cè)及二次側(cè)整個鏈路的設計，對參與冷板散熱系統(tǒng)設計、驗證、管路的連接組裝、系統(tǒng)的檢測及維護人員均具有參考意義。該白皮書旨在與冷板液冷生態(tài)伙伴及潛在使用者分享對于冷板液冷技術(shù)關(guān)鍵部件設計選型的考量，通過展現(xiàn)冷板液冷技術(shù)關(guān)鍵部件的研究進展，來共同促其標準化，進而降低其設計與使用成本，推動建立并完善冷板液冷的生態(tài)系統(tǒng)，加速數(shù)據(jù)中心行業(yè)脫碳轉(zhuǎn)型，并以此支持各行各業(yè)實現(xiàn)低碳發(fā)展，共同為中國實現(xiàn)"雙碳"目標做出新的貢獻。
《冷板液冷系統(tǒng)設計參考》指出，在冷板式液冷系統(tǒng)中，發(fā)熱器件不直接接觸液體，而是通過與裝有液體的冷板直接接觸來散熱，或者由導熱部件將熱量傳導到冷板上，然后通過冷板內(nèi)部液體循環(huán)帶走熱量。由于服務器芯片等發(fā)熱器件不用直接接觸液體，所以冷板式液冷對現(xiàn)有服務器芯片組件及附屬部件改動量較小，可操作性更強，是目前成熟度最高、應用最廣泛的液冷散熱方案。
浪潮信息在今年將"All in液冷"納入公司發(fā)展戰(zhàn)略，全棧布局液冷，實現(xiàn)服務器全產(chǎn)品線支持冷板式液冷，提供液冷數(shù)據(jù)中心整體解決方案，并建成了亞洲最大的液冷數(shù)據(jù)中心研發(fā)生產(chǎn)基地，實現(xiàn)PUE＜1.1。在液冷路線方向的選擇上，浪潮信息數(shù)據(jù)中心產(chǎn)品部總經(jīng)理趙帥表示："從產(chǎn)品應用和技術(shù)成熟度、對數(shù)據(jù)中心與服務器架構(gòu)的改造程度，以及部件更換運維便捷性等角度考慮，浪潮信息目前主推冷板式液冷，同時也在針對其他液冷技術(shù)進行挖掘與探索。"
安全可靠+標準化，液冷產(chǎn)業(yè)化需雙管齊下
目前，液冷數(shù)據(jù)中心依然處于起步階段，以頭部互聯(lián)網(wǎng)和金融通信行業(yè)為主的一些企業(yè)已經(jīng)完成了液冷技術(shù)的試點，但市場整體液冷滲透率仍然較低。用戶缺乏對液冷技術(shù)的基本了解是重要原因之一，液冷產(chǎn)品的安全性和可靠性是用戶的主要顧慮，也是液冷部件的設計和生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵問題。
在冷板的設計考量中，《冷板液冷系統(tǒng)設計參考》提出，"冷板基板和流道宜采用銅或鋁合金材質(zhì)，一個系統(tǒng)中不應有兩種電位差較大的金屬。"冷板材質(zhì)一般由高導熱系數(shù)的材料構(gòu)成，使得冷板表面接近等溫，帶走大量的集中熱量，并通過冷板的應用減少冷卻液對電子元器件的污染，提高數(shù)據(jù)中心設施的使用壽命。浪潮信息采用全銅冷板，在導熱性方面，銅相對于其他材質(zhì)的導熱性比較高；在化學穩(wěn)定性方面，銅板結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，不易發(fā)生電化學腐蝕，而鋁板等材質(zhì)時間長易氧化，堵塞冷板內(nèi)鏟齒管道。
此外，冷板的生產(chǎn)還需要有精深的焊接及加工工藝，并且要經(jīng)過嚴密的測試驗證，浪潮信息對冷板連接快接頭均進行5000次插拔試驗，保障長期測試可靠性，并對液冷換熱單元CDU等部件進行震動、跌落、鹽霧，霉菌等多項實驗。針對用戶普遍關(guān)心的漏液問題，浪潮信息還在節(jié)點內(nèi)設計了漏液檢測裝置，能精確定位泄漏節(jié)點，立即告知客戶，提供預警，實現(xiàn)1.2s的報警靈敏度。
除去上述液冷產(chǎn)品本身質(zhì)的提升之外，標準化是推進液冷數(shù)據(jù)中心發(fā)展的關(guān)鍵。通過標準化可以有效地降低液冷應用的技術(shù)門檻和成本門檻，從而實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化、批量化。浪潮信息攜手產(chǎn)業(yè)鏈上下游合作伙伴，共同推動液冷標準的建設完善，從數(shù)據(jù)中心整體方案與系統(tǒng)架構(gòu)，到液冷系統(tǒng)內(nèi)部的核心部件及接口、液冷基礎(chǔ)設施，再到監(jiān)控管理系統(tǒng)，實現(xiàn)兼顧整體與局部的全面標準化。截至目前，浪潮信息已參與制定與發(fā)布10余項冷板式液冷、浸沒式液冷相關(guān)設計技術(shù)標準，并聯(lián)合牽頭立項關(guān)于冷板式液冷核心技術(shù)的4項標準，對液冷產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展及液冷技術(shù)的大規(guī)模普及建設具有重要的指導意義。
未來，浪潮信息將繼續(xù)攜手產(chǎn)業(yè)鏈上下游合作伙伴，協(xié)同推進液冷技術(shù)應用與設計等標準和規(guī)范建設，并依托在液冷數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域強大的研發(fā)儲備、豐富的產(chǎn)品體系、出色的液冷智造供應與交付能力以及構(gòu)建完善生態(tài)的格局，引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)實踐，助力數(shù)據(jù)中心實現(xiàn)高效、集約、綠色可持續(xù)發(fā)展。
