液冷服務器開創(chuàng)行業(yè)降耗新標桿

責任編輯:editor03

2014-07-02 18:29:26

摘自:比特網

隨著移動數(shù)據(jù)、云計算和大數(shù)據(jù)業(yè)務的迅猛發(fā)展, 數(shù)據(jù)中心建設規(guī)模越來越大,數(shù)據(jù)中心擁有者對數(shù)據(jù)中心節(jié)能的訴求,也逐漸突顯出來。

隨著移動數(shù)據(jù)、云計算和大數(shù)據(jù)業(yè)務的迅猛發(fā)展, 數(shù)據(jù)中心建設規(guī)模越來越大,數(shù)據(jù)中心擁有者對數(shù)據(jù)中心節(jié)能的訴求,也逐漸突顯出來。近年來,出現(xiàn)了許多數(shù)據(jù)中心節(jié)能新技術,但都沒有突破思維瓶頸, 一直孤立地關注數(shù)據(jù)中心基礎設施層面本身的技術創(chuàng)新,并未將服務器設施層面納入數(shù)據(jù)中心節(jié)能工程中, 統(tǒng)一地、系統(tǒng)地思考數(shù)據(jù)中心的節(jié)能問題,造成數(shù)據(jù)中心的設計PUE值難以突破1.60這個極限。
  
  順應趨勢 液冷服務器重新定義數(shù)據(jù)中心
  
  行業(yè)詬病困擾數(shù)據(jù)中心降耗節(jié)能
  
  2000年前后的互聯(lián)網泡沫,給人類留下的技術遺產是服務器形態(tài)的革命以及數(shù)據(jù)中心建設理念的革命----由于服務器的規(guī)?;瘧?,機架化的服務器取代了塔式服務器; 同時引發(fā)了數(shù)據(jù)中心建設思路的革命----從機房環(huán)境到機柜微環(huán)境的變革、高架地板式數(shù)據(jù)中心成為數(shù)據(jù)中心的建設標準。
  
  在之后的十年中,數(shù)據(jù)中心市場逐漸進入了一個高速發(fā)展的時期。IT設備的機架化在節(jié)省了數(shù)據(jù)中心物理空間的同時,也提高了機柜的功率密度。數(shù)據(jù)中心的功率密度,逐漸從低密度向中密度發(fā)展,期間出現(xiàn)了許多諸如局部熱點等技術問題。遺憾的是,針對新出現(xiàn)的這些技術問題,行業(yè)內并沒有意識到這是一個更高功率密度的新時代到來的預兆, 沒有認真思考應對之道,而是不負責任地試圖使用傳統(tǒng)辦法解決新問題。其結果是,數(shù)據(jù)中心的能耗指標PUE值,雖然從最初的3.00逐漸降低到了2.00以下,但一直難以突破1.60。
  
  究其原因,是缺乏技術發(fā)展戰(zhàn)略上的行業(yè)集成思維。事實上,對數(shù)據(jù)中心能耗貢獻最大的設備或部件----CPU、內存、服務器散熱系統(tǒng)、數(shù)據(jù)中心空調系統(tǒng)、數(shù)據(jù)中心UPS系統(tǒng),其相關行業(yè)均在獨自地研究和開發(fā)節(jié)能技術, 并且多數(shù)行業(yè)領域的技術創(chuàng)新潛力已經挖掘殆盡。如果不去改變技術戰(zhàn)略和思維方式,產生大的技術成就幾無可能。
  
  國內外一些行業(yè)領導者已經意識到這個問題,并開始采取了行動。目前來看,主要有兩個技術方向: 高溫風冷服務器配合數(shù)據(jù)中心新風直接自然冷卻技術,以及液冷服務器配合數(shù)據(jù)中心水系統(tǒng)或氟系統(tǒng)間接自然冷卻技術。 前者依靠提高服務器熱源品位和特殊氣候環(huán)境來實現(xiàn)節(jié)能,后者依靠降低傳熱過程的熱品位損失來實現(xiàn)節(jié)能。
  
  2013年Facebook對外界公開了其位于瑞典北部城鎮(zhèn)呂勒奧(Lule)的數(shù)據(jù)中心,采用的就是新風直接自然冷卻技術。呂勒奧位于波羅的海北岸,距離北極圈只有100公里之遙,當?shù)氐臍夂蛞蛩厥荈acebook選擇在呂勒奧建立數(shù)據(jù)重要原因之一。據(jù)Facebook介紹,自1961年以來,呂勒奧的氣溫高于30度的時間不超過24小時,在該地區(qū)建立數(shù)據(jù)中心將節(jié)省一大筆散熱開支。但是,從國內各地氣候條件來看,南方地區(qū)溫度高、北方地區(qū)風沙大,類似于呂勒奧這樣數(shù)據(jù)中心的理想選址地點幾乎沒有;全球范圍來看,新風自然冷卻技術的應用場景也少之又少。
  
  而液冷服務器技術則很少受限,這是因為這種技術不需要空氣進入數(shù)據(jù)中心,甚至不需要空氣進入服務器。
  
  早在幾年之前,IBM等公司就開發(fā)出了以純水為工質的間接液冷型的服務器來取代風冷型服務器,來大幅改善PUE指標, 因為他們意識到空氣作為冷卻用的工質,遠非理想中的最佳材料;而水要比空氣的冷卻效率高1000倍數(shù)量級。所謂間接液冷,指的是液體并不接觸發(fā)熱部件,而是通過冷板、冷倉等將液體與發(fā)熱部件隔離開。
  
  而美國Intel和美國3M則走另一條路線, 采用特殊液體直接與發(fā)熱部件接觸進行換熱,即直接式液冷服務器技術,或稱浸沒式液冷服務器技術。這需要找到一種具有電磁兼容性、電氣兼容性、物理兼容性、化學兼容性等性能均十分良好的液體直接與發(fā)熱部件接觸的技術。中科曙光自2010年開始研究液冷服務器技術,對液冷服務器未來的發(fā)展方向,與美國3M公司可謂是“英雄所見略同”,在許多技術方面做出了創(chuàng)新,形成了新的技術體系。

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