在探索和实践数据中心节能减排、绿色低碳等工作方面,活跃着一大批互联网公司和ICT厂商,他们的辛勤努力,取得了十分可观的成效。
典型代表在节能减排与绿色低碳的实践与杰出成效
例如,阿里巴巴从2015年就开始对市面上所有液冷技术方向进行跟踪关注。浸没液冷既能提供超高的散热效率,又具有高可靠、高性能和高密度等特点,为数据中心带来跨越式的技术创新,但其成功实施的前提是解决服务器硬件对液冷技术的兼容问题。据阿里云首席架构师钟杨帆透露,2016年公司陆续对样机进行试验,2017年对上百台规模的浸没式液冷和冷板式的应用效果展开对比,2018年,这一规模达到了2000台。经过4年的努力,终于实现了一定条件下浸没式液冷在散热方面的重大突破,做到了IT能耗几乎完全用于计算,PUE也从2015年的1.8左右达到了趋于1的理想值。
2020年,阿里云成功投产了近3万台服务器的首个5A级绿色液冷数据中心,并持续投入,力争在规模上实现更大突破,未来所有数据中心都将应用到浸没式液冷技术。
钟杨帆表示,经过多年的探索和实践,阿里巴巴得出了这样的结论,即浸没式液冷技术是未来绿色计算技术跃迁式的革命。
服务器领域新锐厂商宁畅的努力也取得了很多优秀的成果。如基于自然冷却的风冷设计达到PUE为1.25的效果,基于冷板的设计已经轻松实现了1.2的PUE值,同时进一步提升部署和效率;基于英特尔Whiteley平台Ice Lake处理器的新型液冷冷板产品都已经推向市场,实际交付超过了5万节点,在国内处于领先的交付状态。
宁畅首席技术官赵雷表示,针对未来基于新一代至强处理器的服务器产品的研发仍在深入。
赵雷透露,在新型浸没式液冷的设计方面,宁畅通过整合内部资源,推出了覆盖存储、服务器、机房和IaaS侧的全系统定制液冷化解决方案,为客户提供完整的、从基础建设到运维的整体解决方案的思路,甚至无需机房改造或者提供额外的投资,就可应用到冷板、浸没技术。
作为机房设计以及网络、服务器等数据中心关键领域产品和服务国内排名领先的供应商,新华三也是亮点频频。
据新华三服务器产品线系统部总监郑国良介绍,目前新华三以丰富的技术经验和专业的服务能力,参与了500多个数据中心的建设,包括大量的液冷数据中心机房;新华三还组建了定制化的团队,创建了液冷研发实验室,为客户提供端到端的液冷解决方案。
如一个42U液冷机柜为基于Whiteley平台的H3C UniServer R4900LC G5服务器提供了强大的节能支持。中国计量科学院实测数据显示,相同配置下,该服务器采用了低流量、低流阻、高性能冷却液,整体能耗降低21.3%,机柜局部PUE值极值达1.048,整体PUE值可达1.2,噪音低于60dB,可更好地支持高功耗芯片解热,延长芯片使用寿命,降低维护成本。该服务器已经入选信通院“零碳算力共建计划”。
“虽然液冷环境是一个跨专业的领域,但新华三凭借强大技术能力,确保液冷整套解决方案完整的落地。”郑国良说。
强大而且巩固的生态体系
上述三家公司背后,都离不开英特尔这家公司的支持。
阿里巴巴在浸没式液冷领域开展的工作,从2015年一开始就牵手了英特尔。作为阿里云的重要合作伙伴,英特尔重点围绕浸入式液冷所面临的材料兼容性、电气信号完整性、散热特性等等课题,与阿里巴巴开展了广泛而深入的合作——从处理器定制和服务器系统开发与优化着手,突破芯片功耗和冷却两大影响算力提升的关键问题,使液冷服务器在阿里巴巴数据中心成功大规模部署,每年节省电能至少达千万级的同时,服务器系统的故障率相比风冷服务器下降 50% 以上,真正全面降低了数据中心总体拥有成本。
作为x86服务器的重要供应商,宁畅和新华三与英特尔的关系就更加密切,他们基于至强扩展处理器开发了整套液冷的机柜系统和数据中心解决方案,在绿色数据中心的建设方面成效显著。
当然这种合作并不只是体现在采购供应层面。
宁畅赵雷举例说,在去年跟英特尔合作的SA处理器发布会上,宁畅推出了一个壁式液冷的散热器的体系,实现单机散热效果提升了40%。这对于降低PUE来说也是非常可观的,虽然此举不如液冷节能彻底,但相对于风冷而言效果明显,是一个颇具潜力的解决方案,宁畅对此还在加以改善。他对英特尔以合理的性价比提供运维管理平台以及循环系统监控、冷板式漏液检测等相关技术,为客户的应用带来了更高的安全性加以赞赏。
新华三也是一家和英特尔有着长期合作的合作伙伴。郑国良表示,在设计方面,新华三选用了英特尔认证过的UQD04快插接头、PG25冷却液,推动了液冷的生态建设;而采用英特尔Power Corridor技术,降低了CPU核心供电路径的阻抗与PCB板的损耗,在风冷情况下实现单机10W以上的功耗降低。
无论是阿里云,宁畅还是新华三,他们都是英特尔生态伙伴这个大家庭的一员。
8月25日,在杭州举办的2022英特尔中国数据中心合作伙伴技术峰会上,阿里云、百度智能云、比赫电气、哔哩哔哩、中国移动、中国电信、中国联通、英维克、GDS万国数据、浩云长盛、新华三、浪潮信息、英特尔、京东云、联想、立讯精密、宁畅、腾讯云、超聚变和中兴等20家ICT产业上下游厂商的代表与英特尔数据中心平台技术与架构部中国区总经理王飞共同启动了绿色数据中心技术创新论坛成立仪式。
据了解,该绿色数据中心技术创新论坛旨在通过技术创新和产业合作加速数据中心运营模式的绿色转型,为数字基础设施建设以及碳中和计算提供坚实的基石,以助力“双碳”目标的实现;而英特尔将通过该论坛积极发挥产业影响力,进一步扩大技术“手印”,助力数据中心节能减碳和可持续发展。
生态一直是英特尔非常重要的内容。目前,在中国的生态伙伴已经超过了150家。
“在与合作伙伴沟通交流的时候我们发现,英特尔既是产品和技术领先的公司,更是一家领先的生态公司。”英特尔数据中心与人工智能集团副总裁兼中国区总经理陈葆立在2022英特尔数据中心生态大会上如是说。
两项重要行业标准发布
作为2022英特尔数据中心生态大会的一个重要内容,是英特尔投入大量资源、和业界合作伙伴一起合作共同推出了两项针对不同市场需求的服务器模块化设计行业标准。
谈到绿色计算,很多厂商强调环保及可再生材料的利用;实际上,对现有部件的复用也非常重要。以传统的两路至强服务器为例,虽然很多厂商已经开展了模块化设计,但根据调查结果显示,平均只有不到1/3的模块可复用,即在产品不同代或者是不同厂商之间进行互换,2/3的模块在产品升级换代时都会被当作电子垃圾浪费,成为产品在生产阶段降低碳排放的阻碍。
在服务器中,主板PCB的生产流程堪称首要的碳排放源,这与它的层数、面板利用率以及用料密切相关。DC-MHS(Modular Hardware System)作为一个极致化的模块化设计标准,它通过标准覆盖主板、IO卡、管理模块、风扇模组、电源甚至电缆,极大地减少产品的电子垃圾。
DC-MHS是英特尔联合多家国际厂商和互联网公司针对互联网与企业国际市场在2022 OCP大会上发布的标准,主要关注模块的复用。
另一项标准是英特尔联合国内50多家厂商共同推出开放通用服务器平台OCSP(Open Common Server Platform),针对通用服务器市场而非高度定制的专用服务器,在设计上更加强调成本的优化以及与模块化之间的权衡,侧重本土客户的需求,非常接地气。
无论是哪一项标准,其目标都是通过灵活的模块简化设计组合出不同的系统来降低成本,并且支持到日益发展的生态系统。
在当天大会上,英特尔针对当前冷板液冷技术设计与验证标准不统一这一市场痛点,与产业链上下游共同打造出《绿色数据中心创新实践——冷板液冷系统设计参考》。该参考设计通过面向更广泛的产业伙伴展现冷板液冷技术关键部件的研究进展,来共同促其标准化,进而降低设计与使用成本,推动建立并完善冷板液冷的生态系统,是产业伙伴紧密合作、联合创新的重要成果。
当今人们耳熟能详的USB、PCI、JEDEC以及最新的CXL,英特尔都是作为早期的核心的发起人和技术贡献者。可以说,今天数据中心的技术架构都是建立在这些行业标准之上,也正是因为有着这些行业标准,才极大的支持了生态技术和产业链的稳健发展。
峰会还展示了英特尔三款XPU系列新品:Intel DataCenter GPU Flex系列、Intel CodenamedPonte Vecchio与Intel Habana Gaudi 2。通过在生产运营、技术产品、产业联动三管齐下,英特尔以长期的坚持和投入坚定不移地沿着可持续发展的道路前进,助力“双碳”目标实现,践行宏旨:
“创造改变世界的科技,造福地球上每一个人!”
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