政策东风劲吹,产业生态进一步丰富,数据中心液冷已进入大规模商用加速道。

液冷是指使用液体作为冷媒,为发热部件进行换热,带走热量的技术。液冷常用冷媒包括水、矿物油、电子氟化液等,相较于空气的散热效率更高,耗电量更低,于上世纪在航天、大型计算机领域率先应用。

在数据中心领域,风冷由于成本低、部署简单,一直被广泛使用。

高功率+政策导向  液冷成为必选项

近年来,云计算大数据、人工智能等技术的普及促使高密度计算兴起,芯片、服务器性能和单机柜功率密度持续提升,传统风冷逐渐无法满足数据中心散热需求,中国信通院云计算与大数据研究所所长何宝宏评价“再大的风也吹不冷滚烫的‘芯’了”。

液冷,开始受到数据中心青睐。阿里巴巴、曙光、联想等企业在液冷领域展开了尝试与探索。

以阿里为例,自2015年起,阿里云针对不同的数据中心冷却技术展开探索实践,基于架构简约、系统可靠、更低成本、更低PUE,最终选择发展单相浸没式液冷技术,并于2018年在张北实现浸没式液冷集群的规模部署。

如果说,服务器芯片高功率的趋势,促使了数据中心液冷技术兴起,那么今年的双碳与能耗政策,使算力与液冷的结合,从选择变为必然趋势。

从中央到地方,均将限制高PUE写入政策,对数据中心进行严格监管。

2021年7月工信部印发的《新型数据中心发展三年行动计划(2021-2023年)》和2021年12月发改委等四部门发布的《贯彻落实碳达峰碳中和目标要求推动数据中心和5G等新型基础设施绿色高质量发展实施方案》,均将“液冷”列为鼓励、支持的数据中心节能降耗技术。

阿里云基础设施大计算集群部总监曹政在接受IDC圈采访时表示,无论是单芯片功耗演进的需求,还是当前政策带来的节能减碳需求,都推动液冷成为未来数据中心制冷的必然趋势。

数据中心应用液冷  顾虑重重

数据中心液冷技术发展迅速,能突破散热瓶颈,实现更优能效比,那为何液冷在数据中心领域的应用占比不高,尚难撼动风冷的主流地位?

数据中心行业对液冷这项新技术的诸多疑虑是主要原因。

疑虑一:可靠性。业界对液冷的最大顾虑是可靠性,诸如电子器件长时间浸没在浸没液里是否会出现腐蚀情况,是否会影响器件功能和使用寿命,液冷的安全性如何保证等。

疑虑二:技术难度。液冷,改变的不仅是制冷方式,而是整个数据中心的生态,服务器、网络设备、监控乃至数据中心整体设计都将被改变和重新定义。数据中心的机房规划、架构设计、工程建设、调试运维等阶段都要“从新开始”,且需要与服务器侧协同。

疑虑三:人才缺乏。液体进入到IT机柜内部,给建设、测试和运维带来新的挑战,目前行业内缺液冷方面的专业人员,需要尽快积累,形成行业经验。

疑虑四:成本。液冷数据中心的投资成本高于风冷数据中心。此外,应用液冷对于降低数据中心PUE,降低电费的实际效果如何,同样是未知数。

因此,大部分IDC企业对液冷采用观望状态,数据中心液冷应用尚未普及。

极致PUE 业内首款单相浸没液冷解决方案发布

面对数据中心部署与应用液冷的阻碍,阿里云日前在第十六届中国IDC产业年度大典上,正式向业界发布行业首款单相浸没液冷解决方案——磐久液冷一体机系列ImmersionDC 1000,完成了从自研自用到技术输出的角色转变。

磐久液冷一体机Immersion DC1000系列包括三款产品:磐久液冷A100一体机,磐久液冷计算一体机、磐久液冷存储一体机。

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磐久液冷一体机Immersion DC1000系列

磐久液冷A100一体机是业界首款单相浸没液冷技术与高算力AI芯片超融合产品,最大可支持16台磐久液冷A100 GPU服务器,提供40P AI算力,极致高密,跟传统风冷服务器在空间、部署空间上下降50%。

磐久液冷计算一体机:最大可支持48台磐久液冷CPU服务器,通过计算和存储模块化设计,为用户提供高密度、高可靠、高性能、灵活配置并可在线运维的计算型基础设施服务。

磐久液冷存储一体机:最大可支持24台磐久液冷存储服务器,提供强大算力的同时也具备超大容量的存储扩展能力,存储和算力都基于阿里在电商、大数据方面的经验做了优化设计。

三款产品适用于不同应用场景,如HPC、AI高算力创新数据中心等,实现节能降耗目标。

阿里云基础设施业务总监、磐久液冷产品负责人郭懿群发布磐久液冷解决方案

阿里云智能基础设施总监、阿里云磐久液冷产品负责人郭懿群

阿里云智能基础设施总监、阿里云磐久液冷产品负责人郭懿群介绍,区别于业内此前的液冷产品,阿里云磐久液冷解决方案具备多项特性:

1)高可靠性。基于阿里云在液冷上6年多的探索实践,磐久采用的单相浸没液冷能同时实现高能效与高可靠性,冷却液完全绝缘、无腐蚀性,数据中心整体可靠性等级达到国标A级。采用液冷服务器集群的阿里云张北数据中心,投用三年来整体故障率下降了50%左右。

2)一体化。阿里云磐久液冷解决方案实现了产品的一体化,创新地将散热技术与服务器、网络设备等IT系统进行充分融合,进行整体交付。

3)易实施易运维。由于采用超融合方式,磐久液冷解决方案更易工程化,运维复杂度降低,运维频次明显下降,可以很容易实现在线维护。对于复杂操作,磐久提供配套设备支持用户进行快速恢复,机械硬盘在风冷数据中心要4个人才能操作,在应用磐久的液冷数据中心,一个人即可完成操作。

4)低TCO。基于阿里云应用液冷的经验与成本分析,从投资层面看,应用磐久液冷解决方案的数据中心,TCO会呈现较大幅度的下降。而磐久高效散热及灵活的部署方式可支撑未来至少三次以上的技术迭代,有效减少外部技术演进带来的基础设施重复投资。

磐久液冷数据中心解决方案的节能降耗效果更加惊人。郭懿群指出,Immersion DC 1000 不受地域影响,可在全球任何气象区域部署并可轻松实现极致PUE1.09,帮助数据中心实现整体能耗下降34.6%。

在双碳战略背景和芯片高功率发展趋势下,液冷已成为数据中心制冷必然趋势。阿里云推出的磐久液冷解决方案,有效解决了当前数据中心应用液冷的痛点,将有力推动液冷的规模化部署。

从6年前开启的液冷技术研发到最终选择“单相浸没液冷”再到今天向行业输出整合“液冷+算力”的超融合、高能效、高算力解决方案,伴随着传统数据中心向新型数据中心的转型,阿里云也实现了液冷从技术到商业落地的全生态构建。

液冷不“冷”,政策驱动,巨头出手,数据中心液冷进入大规模商用加速道。

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