中科曙光沈衛(wèi)東：服務(wù)器未來將走向液冷時(shí)代
中國(guó)IDC圈（www.idcquan.com）成立于2006年底，總部位于北京中關(guān)村，是中國(guó)IDC行業(yè)權(quán)威的媒體平臺(tái)和產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)咨詢機(jī)構(gòu)，每年承辦中國(guó)IDC產(chǎn)業(yè)發(fā)展調(diào)查暨年度大典；同時(shí)每年在行業(yè)內(nèi)發(fā)行具權(quán)威和代表性的行業(yè)資訊雜志，持續(xù)的中國(guó)IDC行業(yè)提供一個(gè)交流的平臺(tái)。
2015的預(yù)熱環(huán)節(jié)，自2008年策劃以來，受訪嘉賓達(dá)到200多名，為IDC行業(yè)發(fā)展起到了重要推動(dòng)作用。今天我們有幸邀請(qǐng)到中科曙光基礎(chǔ)設(shè)施產(chǎn)品事業(yè)部總經(jīng)理沈衛(wèi)東，共話能夠大大降低數(shù)據(jù)中心PUE值的服務(wù)器液冷技術(shù)。
文/原勛
11月11日，一個(gè)全民狂歡的日子，在無錫召開的HPC China 2015中國(guó)高性能計(jì)算學(xué)術(shù)年會(huì)正式公布了《2015年中國(guó)高性能計(jì)算機(jī)TOP100排行榜》。過去六年一直蟬聯(lián)中國(guó)高性能計(jì)算機(jī)TOP100市場(chǎng)份額第一的中科曙光，在新排行榜中再一次以34%的市場(chǎng)份額高居榜首，應(yīng)用于中科院大氣物理研究所的地球數(shù)值模擬器在年會(huì)上大放異彩。高性能計(jì)算一直是曙光專注的資深領(lǐng)域，此前德國(guó)ISC大會(huì)公布的全球高性能計(jì)算500強(qiáng)中，中國(guó)科學(xué)院大氣所地球數(shù)值模擬器在TOP500中排名95，而作為"地球數(shù)值模擬裝置"原型系統(tǒng)的助力，曙光旗下國(guó)內(nèi)首款可量產(chǎn)化的TC4600E-LP液冷服務(wù)器，今年也再度成為HPC TOP10榜單中的亮點(diǎn)。第十屆中國(guó)IDC產(chǎn)業(yè)年度大典（IDCC 2015）即將于2016年1月5日-7日正式開啟，近日百家訪談?dòng)浾邔ＴL了中科曙光基礎(chǔ)設(shè)施產(chǎn)品事業(yè)部總經(jīng)理沈衛(wèi)東，深入探訪了曙光的服務(wù)器液冷技術(shù)。
沈衛(wèi)東 中科曙光基礎(chǔ)設(shè)施產(chǎn)品事業(yè)部總經(jīng)理
何為液冷服務(wù)器？
近年來，數(shù)據(jù)中心對(duì)節(jié)能的需求愈發(fā)顯著。2014年，北京頒布嚴(yán)"限建令"，要求新建和擴(kuò)建數(shù)據(jù)中心PUE必須低于1.5以下。對(duì)于不少國(guó)內(nèi)數(shù)據(jù)中心PUE設(shè)計(jì)值低于1.5，實(shí)際運(yùn)行中卻很難達(dá)到的現(xiàn)狀，沈衛(wèi)東表示，按照現(xiàn)有技術(shù)，無論是對(duì)數(shù)據(jù)中心進(jìn)行節(jié)能改造，還是提高空調(diào)系統(tǒng)效率，都很難使PUE真正達(dá)到1.5以下的水準(zhǔn)。這就逼迫數(shù)據(jù)中心行業(yè)必須在服務(wù)器端進(jìn)行改造，尤其是在服務(wù)器冷卻技術(shù)方面下功夫。
服務(wù)器液冷技術(shù)是與風(fēng)冷相對(duì)應(yīng)的概念，它使用液體（通常是水）而不是空氣作為工作物質(zhì)，進(jìn)入服務(wù)器帶走熱量。相比于風(fēng)冷，液冷技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于可以顯著地提高服務(wù)器的冷卻效率，提高服務(wù)器的功率密度，減小服務(wù)器的體積，并且能夠改善CPU的散熱效率。目前，服務(wù)器液冷技術(shù)主要分為冷板式與浸沒式兩種，其中冷板式在技術(shù)上相對(duì)成熟，應(yīng)用也更廣，而浸沒式冷卻效果更出色，發(fā)展前景更廣闊。
因?yàn)槔鋮s性能出眾，包括曙光在內(nèi)的一些高性能計(jì)算廠商很早就開始了對(duì)服務(wù)器液冷技術(shù)的研究。在國(guó)內(nèi)，曙光TC4600E-LP是國(guó)內(nèi)第一款正式發(fā)布并量產(chǎn)的刀片式液冷服務(wù)器，目前已在中科院大氣物理研究所交付使用的"地球系統(tǒng)數(shù)值模擬裝置"便是該款服務(wù)器的應(yīng)用案例。該套裝置系統(tǒng)采用冷板式冷卻方式，服務(wù)器約70%的發(fā)熱量使用水作為工作物質(zhì)帶出服務(wù)器，再通過冷卻塔把熱量終帶到大氣環(huán)境中，而不需要壓縮機(jī)和空調(diào)機(jī)。這樣做有兩個(gè)好處，一是降低了冷卻系統(tǒng)的投資，二是不采用空調(diào)制冷，全年自然冷卻，從而使液冷系統(tǒng)的PUE降低到1.1以下，大大減少了原來空調(diào)系統(tǒng)的制冷功耗。鑒于TC4600E-LP服務(wù)器采用水冷和風(fēng)冷混合冷卻，另外30%的熱量仍需傳統(tǒng)空調(diào)冷卻，平均PUE大致維持在1.2左右。目前來看，這是國(guó)內(nèi)液冷服務(wù)器大規(guī)模使用的第一個(gè)公開案例，也是PUE水平相對(duì)比較低的一個(gè)實(shí)際案例。
液冷"出彩"在哪里？
沈衛(wèi)東認(rèn)為，液冷服務(wù)器技術(shù)在業(yè)界頻獲點(diǎn)贊，主要有幾方面的原因。首先是節(jié)能降耗，與風(fēng)冷服務(wù)器相比，液冷服務(wù)器在節(jié)能方面更加優(yōu)秀；其次是提高CPU性能和可靠性，降低CPU的工作溫度，使CPU可靠性提高，同時(shí)增強(qiáng)計(jì)算性能（如曙光TC4600E-LP與風(fēng)冷版本的產(chǎn)品相比，CPU滿載工作時(shí)的核溫降低了20℃，從而使CPU性能提高5%）；第三是降低風(fēng)扇和風(fēng)道中產(chǎn)生的風(fēng)噪（冷板式液冷技術(shù)能減少三分之二的風(fēng)扇，而浸沒式技術(shù)則完全不需要風(fēng)扇）；第四是能夠進(jìn)一步提高數(shù)據(jù)中心的功率密度，從而減小機(jī)房占地面積（浸沒式液冷服務(wù)器的單機(jī)柜功率密度可達(dá)200kW， 主機(jī)房面積是目前流行設(shè)計(jì)的機(jī)房面積的四十分之一）；第五是數(shù)據(jù)中心設(shè)備投資的降低，這是因?yàn)槭∪チ丝照{(diào)設(shè)備同時(shí)服務(wù)器內(nèi)部件也有所減少的緣故。
未來是液冷服務(wù)器的時(shí)代
液冷服務(wù)器具有眾多技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，究竟何時(shí)才能被大眾市場(chǎng)接受呢？沈衛(wèi)東表示，曙光從2012年開始服務(wù)器液冷技術(shù)研究，目前產(chǎn)品化的技術(shù)是冷板式液冷技術(shù)，而浸沒式液冷技術(shù)離產(chǎn)業(yè)化還有一段距離。今年九月份曙光發(fā)布國(guó)內(nèi)首款量產(chǎn)化的冷板式液冷服務(wù)器TC4600E-LP，可以說2015年是中國(guó)"液冷服務(wù)器元年"，目前已在地球數(shù)值模擬裝置中布署了上千個(gè)刀片節(jié)點(diǎn)。他相信明年將是液冷服務(wù)器在高性能計(jì)算領(lǐng)域得到大規(guī)模應(yīng)用的第一年，液冷刀片服務(wù)器將會(huì)逐漸替代風(fēng)冷刀片服務(wù)器。至于在非高性能計(jì)算領(lǐng)域，沈衛(wèi)東指出，未來曙光將為信息化、互聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算應(yīng)用專門開發(fā)機(jī)架式液冷服務(wù)器。據(jù)悉目前已經(jīng)處于開發(fā)階段，預(yù)計(jì)快明年會(huì)進(jìn)入量產(chǎn)階段。
展望未來，沈衛(wèi)東認(rèn)定未來一定會(huì)是屬于液冷服務(wù)器的時(shí)代。盡管目前液冷服務(wù)器設(shè)備維護(hù)性問題、成本優(yōu)化問題都還沒有得到徹底解決，相應(yīng)的機(jī)房建設(shè)和運(yùn)維標(biāo)準(zhǔn)尚未建立，產(chǎn)業(yè)鏈也遠(yuǎn)未完善，但這些技術(shù)和市場(chǎng)方面的障礙完全無法阻擋用戶對(duì)整個(gè)數(shù)據(jù)中心或計(jì)算中心更低TCO及更高投資回報(bào)率的追求，以及國(guó)家政策對(duì)節(jié)能減排的更嚴(yán)格的要求，因此在大規(guī)模數(shù)據(jù)中心和高性能計(jì)算應(yīng)用領(lǐng)域完全替代風(fēng)冷服務(wù)器指日可待。放眼更遠(yuǎn)的未來，沈衛(wèi)東更看好浸沒式液冷服務(wù)器，他指出浸沒式服務(wù)器的冷卻效果更好，密度更高，PUE可以降低至1.1以下（冷卻部分甚至可以低至1.01），單機(jī)柜功率可達(dá)200kW以上，而基礎(chǔ)設(shè)施的成本只有現(xiàn)在的50%.目前，曙光已經(jīng)在提高設(shè)備的易維護(hù)性的研究方面取得了階段性進(jìn)展，且讓我們拭目以待。
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