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標(biāo)簽：服務(wù)器，浪潮，數(shù)據(jù)中心，浪潮服務(wù)器，
隨著云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等新興技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，各行各業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型成為必然，隨之而來的是不斷涌現(xiàn)的大型、乃至超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心。統(tǒng)計(jì)顯示，2016年我國(guó)數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)同比增長(zhǎng)近40.4%。
然而，數(shù)據(jù)中心卻是個(gè)名副其實(shí)的“電老虎”，目前全球互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心一年的用電功率已經(jīng)超過了300億瓦特，這相當(dāng)于30個(gè)核電站的供電功率。一座高端數(shù)據(jù)中心用電量相當(dāng)于30到40棟高密度住宅樓房的用電量，《中國(guó)數(shù)據(jù)中心能耗現(xiàn)狀白皮書》顯示，2015年數(shù)據(jù)中心的電耗達(dá)1000億度，年耗電量超過全社會(huì)用電量的1.5%，因此每年的高額的電費(fèi)支出成為了數(shù)據(jù)中心的主要開銷。
如何建設(shè)綠色數(shù)據(jù)中心，節(jié)能減排，減少電費(fèi)開支，成為眾多企業(yè)和IT廠商共同亟需解決的難題。
高昂電費(fèi)成為數(shù)據(jù)中心巨大負(fù)擔(dān)
位于廣州的中國(guó)移動(dòng)南方基地是中國(guó)移動(dòng)兩大綜合基地之一，它承擔(dān)著中國(guó)移動(dòng)集中化、云計(jì)算和IDC的運(yùn)維。南方基地?cái)?shù)據(jù)中心的PUE值為2.2，這與國(guó)內(nèi)大多數(shù)數(shù)據(jù)中心水平相當(dāng)，據(jù)中國(guó)移動(dòng)南方基地總經(jīng)理林湧雙介紹：“南方基地一年用電額中近90%是用于數(shù)據(jù)中心的消耗。”
▲中國(guó)移動(dòng)南方基地外景
而當(dāng)前國(guó)際領(lǐng)先綠色數(shù)據(jù)中心PUE值僅為1.2，這之間存在著不小的差距。除了承擔(dān)業(yè)務(wù)重任，南方基地還肩負(fù)著對(duì)IT支撐架構(gòu)進(jìn)行創(chuàng)新研究和運(yùn)維探索的重任。因此南方基地決定啟動(dòng)對(duì)數(shù)據(jù)中心的改造，目標(biāo)是將PUE值降低至國(guó)際數(shù)據(jù)中心的領(lǐng)先水平。
降低PUE值 需從致冷著手
眾所周知，數(shù)據(jù)中心的耗電量主要來自數(shù)據(jù)中心的運(yùn)行以及冷卻散熱，致冷占了絕大部分。南方基地確定了以“去空調(diào)、去UPS”為方向，從致冷節(jié)能技術(shù)著手進(jìn)行突破，有效降低PUE值。
目前IDC致冷節(jié)能技術(shù)已經(jīng)歷四代演變：從傳統(tǒng)的“機(jī)房級(jí)”致冷、到“模塊級(jí)”和“機(jī)架級(jí)”致冷、再到“芯片級(jí)”致冷。中國(guó)移動(dòng)南方基地總經(jīng)理林湧雙談到，前三種為非接觸式致冷，散熱系統(tǒng)需低溫空氣作為散熱媒介，系統(tǒng)熱阻較高;最后一種為接觸式致冷，散熱系統(tǒng)無需空氣作為介質(zhì)，系統(tǒng)熱阻可大大降低。“芯片級(jí)”致冷技術(shù)可在確保安全工作的前提下進(jìn)行高效散熱，南方基地決定采用全新的“芯片級(jí)”致冷方案。
▲中國(guó)移動(dòng)南方基地?cái)?shù)據(jù)中心一角
為了進(jìn)一步提升致冷效率，南方基地邀請(qǐng)了浪潮和另外兩家服務(wù)器廠商同時(shí)對(duì)芯片級(jí)致冷方案進(jìn)行共同研發(fā)。南方基地提出了熱管水冷的方案，這與浪潮的液冷解決方案不謀而合，而另外兩家服務(wù)器廠商分別提出了浸泡式和直接水冷方案。
熱管水冷方案擁有可靠性高、維護(hù)便利、低成本、工藝復(fù)雜度低等優(yōu)勢(shì)，理論上在滿足PUE值降低至小于等于1.2這個(gè)主要目標(biāo)的同時(shí)，產(chǎn)品化的概率更高。而另外兩家服務(wù)器廠商的水冷方案雖然理論上也能滿足降低PUE值的目標(biāo)，但要么實(shí)現(xiàn)成本太高，要么后期維護(hù)復(fù)雜，要么工藝復(fù)雜度高，均不具備向市場(chǎng)大規(guī)模推廣的條件。
南方基地對(duì)三種方案進(jìn)行了長(zhǎng)達(dá)2年的測(cè)試，用夏天最極端的高溫天氣測(cè)試獲得的PUE值為參考，對(duì)方案進(jìn)行了評(píng)估，經(jīng)過綜合衡量，最終確定選用熱管水冷方案。
方案很理想 服務(wù)器改造是關(guān)鍵
“芯片級(jí)”致冷方案雖好，但必須對(duì)服務(wù)器進(jìn)行定制。因此，浪潮對(duì)傳統(tǒng)雙路服務(wù)器浪潮NF5280M4進(jìn)行了設(shè)計(jì)調(diào)整，以熱管液冷模塊代替?zhèn)鹘y(tǒng)的散熱翅片模塊，通過自然熱傳導(dǎo)帶走CPU等高發(fā)熱密度芯片的熱量。即使使用溫度高達(dá)45℃的水流，也可對(duì)CPU進(jìn)行高效散熱，使其工作溫度保持在正常范圍內(nèi)。
改造過程中對(duì)方案進(jìn)行不斷優(yōu)化，例如，液冷方案改變的服務(wù)器的整體散熱策略，浪潮研發(fā)人員經(jīng)過多次嘗試，把服務(wù)器風(fēng)扇數(shù)量減少到3個(gè)或2個(gè)，確保服務(wù)器不受影響，正常穩(wěn)定地運(yùn)行。在設(shè)計(jì)熱管時(shí)，為了避免熱管的形狀和排布降低實(shí)際散熱效果，浪潮聯(lián)合新創(chuàng)意的研發(fā)人員經(jīng)過配合并多次優(yōu)化，最終找到了散熱效率最高的方式。
除此之外，還對(duì)致冷系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化，由冷卻塔、板式換熱器、雙循環(huán)水路代替?zhèn)鹘y(tǒng)精密空調(diào)，采用雙通道設(shè)計(jì)：“接觸式”致冷通道，排走高功耗高密度元器件的熱量;“非接觸式”致冷通道，排走低功耗低密度元器件熱量。為了保證服務(wù)器的運(yùn)行安全，浪潮和申菱共同承擔(dān)方案優(yōu)化，即將水流進(jìn)行分區(qū)，外循環(huán)封閉于致冷設(shè)備間，同時(shí)在服務(wù)器接口部分設(shè)計(jì)了防漏接頭，內(nèi)循環(huán)采用無腐蝕絕緣冷媒，以負(fù)壓方式驅(qū)動(dòng)水流，經(jīng)反復(fù)測(cè)試發(fā)現(xiàn)，這種方式即便出現(xiàn)水路漏點(diǎn)也不會(huì)對(duì)服務(wù)器造成影響。
再就是對(duì)供電系統(tǒng)的優(yōu)化，采用市電直供，供電效率接近100%，使用高壓直流作為熱備份，確保市電失壓時(shí)無縫切換。
PUE達(dá)1.2以下 成為國(guó)家綠色節(jié)能標(biāo)桿
林湧雙介紹，與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心相比，這種新型數(shù)據(jù)中心節(jié)能效果突出，能效指標(biāo)PUE值可由平均2.2降到1.2以下;省電節(jié)能高達(dá)45%，在同等業(yè)務(wù)能力下可減少機(jī)房建筑面積70%以上，配套投資下降10%以上，并可廣泛應(yīng)用于高溫高濕地區(qū)，能有效推動(dòng)我國(guó)數(shù)據(jù)中心的綠色發(fā)展。
▲中國(guó)移動(dòng)南方基地總經(jīng)理林湧雙介紹 “數(shù)據(jù)中心液/氣雙通道精準(zhǔn)高效致冷系統(tǒng)”
據(jù)了解，這種芯片級(jí)節(jié)能綠色數(shù)據(jù)中心建設(shè)方案可有效降低能耗，該科技成果已獲得發(fā)明專利16項(xiàng)、實(shí)用新型專利35項(xiàng)，成功入選了國(guó)家2015年工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)資金綠色制造項(xiàng)目名單，關(guān)鍵技術(shù)成果被工信部鑒定為“國(guó)際領(lǐng)先水平”。接下來，該方案將進(jìn)行大規(guī)模推廣，南方基地的創(chuàng)新試點(diǎn)可謂國(guó)家綠色節(jié)能新標(biāo)桿，給運(yùn)營(yíng)商綠色節(jié)能帶來了新的方向。
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