世界上最快的計算機“天河二號”有個(gè)“冷知識”：它在高速計算的同時(shí)產(chǎn)生出大量的熱。熱從何來(lái)？“天河二號”的功耗達17.8兆瓦，在一定的負載情況下，廣州超算中心一年為“天河二號”付出的電費就高達八千萬(wàn)元。
這正是高性能計算系統發(fā)展至今需要解決的兩大問(wèn)題：性能和能耗。2014年中國數據中心的總能耗超過(guò)900億千瓦?時(shí)，超過(guò)了一座中型城市的耗電量。隨著(zhù)各數據中心對PUE等性能指標的關(guān)心，人們迫切需要建立“更深綠數據中心”。
曙光推中國首款量產(chǎn)液冷服務(wù)器
在實(shí)現“數據節能”的道路上，曙光公司不遺余力。在6月下旬舉辦的2015中科曙光技術(shù)創(chuàng )新大會(huì )上，曙光發(fā)布了中國首款可量產(chǎn)的液冷服務(wù)器：曙光TC4600E-LP液冷服務(wù)器。與該服務(wù)器相配套的制冷解決方案能大幅降低整機功耗并降低機房噪音指標，機房全年P(guān)UE輕松降至1.20以下。
TC4600E-LP液冷服務(wù)器
在此之前，服務(wù)器散熱多靠空氣來(lái)冷卻，即：風(fēng)冷。不過(guò)空氣并不是很好的冷媒，一般的液體的冷卻效果都會(huì )比空氣強1000~3000倍。風(fēng)冷所不能解決的高能耗、低性能的問(wèn)題，用液冷技術(shù)卻可以得到顯著(zhù)的改善。服務(wù)器也因此實(shí)現了高密度、低噪音、低傳熱溫差、全年自然冷卻的效果。
TC4600E-LP需要的“冷卻液體”是很容易獲得的冷卻塔提供的35℃的冷卻水，不需用壓縮機制冷循環(huán)即可獲得，這使整個(gè)系統全年P(guān)UE下降到1.2以下變得非常容易。同時(shí)服務(wù)器可超頻運行，計算性能可提高12%。此外有國外研究顯示CPU核溫每提高10℃，可靠性降低一半，該液冷服務(wù)器的CPU核溫比風(fēng)冷極限溫度可低20~30℃，可靠性大大提高。
“TC4600E-LP實(shí)際上是TC4600E服務(wù)器的液冷版本，未來(lái)曙光高端服務(wù)器都會(huì )同時(shí)開(kāi)發(fā)液冷和風(fēng)冷兩種版本。”曙光數據中心產(chǎn)品事業(yè)部總經(jīng)理沈衛東介紹說(shuō)，該液冷版本是將服務(wù)器中溫度最高、熱流密度最大的部分——CPU的散熱用液冷技術(shù)解決，兼具創(chuàng )造性。
部署液冷服務(wù)器不會(huì )加大數據中心成本
液冷，顧名思義，液體注入服務(wù)器，通過(guò)冷熱交換帶走服務(wù)器的散熱。目前曙光對液冷技術(shù)使用會(huì )使相應服務(wù)器的成本提高約30%~40%。不過(guò)，這并不會(huì )增加數據中心的建設成本。
“發(fā)熱部件CPU和部分電源模塊的熱量占服務(wù)器的70%，采用液冷技術(shù)后可以減少2/3容量的空調機設備投入。”沈衛東指出，液冷系統中去除了壓縮機，比空調機系統成本大幅降低，可降低數據中心基礎設施的初期投資。
如果不是新建機房而引入液冷服務(wù)器，綜合考核液冷冷卻器投入和風(fēng)冷空調系統投入，液冷服務(wù)器所需的基礎投入對風(fēng)冷系統仍有優(yōu)勢，而服務(wù)器部分的“超支”一般可在1年到1年半通過(guò)在節能方面的表現回收成本。
此外，針對用戶(hù)對液冷服務(wù)器液體泄漏的顧慮，曙光調研了多種快速插拔方案，并在過(guò)去3年里做了大量的實(shí)驗證實(shí)了其液冷服務(wù)器在該方面的可靠性。據悉，量產(chǎn)的TC4600E-LP液冷服務(wù)器已應用于中國科學(xué)院大氣物理研究所的“地球數值模擬裝置”原型系統上，該系統預計在8月底即可與公眾見(jiàn)面。
未來(lái)液冷或將觸發(fā)行業(yè)顛覆式創(chuàng )新
TC4600E-LP屬于冷板式液冷服務(wù)器，它是業(yè)內液冷模式的一種，暫時(shí)尚未觸及服務(wù)器物理外形的變革。而另外一種液冷模式——浸沒(méi)式，則有可能在服務(wù)器架構上帶來(lái)顛覆式改變。
“目前冷板式液冷技術(shù)不太會(huì )改變服務(wù)器現有的物理形態(tài)，只是用冷板代替了原來(lái)的CPU的散熱片，這一步比較容易實(shí)現。”沈衛東介紹說(shuō)，浸沒(méi)式則是“浸泡版”的冷板式，“冷板式實(shí)際上是一種中間替代方案，浸沒(méi)式才是最終的結果。”
沈衛東稱(chēng)，浸沒(méi)式未來(lái)的服務(wù)器或許是一個(gè)“缸”：大量貼在一起的主板，緊湊地浸泡在這個(gè)“缸”里面。該結構服務(wù)器的功率密度可以20倍于今天的產(chǎn)品。
“屆時(shí)不但拋棄了現有服務(wù)器的外形，甚至會(huì )影響整個(gè)行業(yè)——除了冷卻行業(yè)，他可能會(huì )影響到上游（如芯片設計等）很多行業(yè)。”沈衛東說(shuō)。
