中国IDC圈11月23日报道,11月11日,一个全民狂欢的日子,在无锡召开的HPC China 2015中国高性能计算学术年会正式公布了《2015年中国高性能计算机TOP100排行榜》。过去六年一直蝉联中国高性能计算机TOP100市场份额第一的中科曙光,在新排行榜中再一次以34%的市场份额高居榜首,应用于中科院大气物理研究所的地球数值模拟器在年会上大放异彩。

高性能计算一直是曙光专注的资深领域,此前德国ISC大会公布的全球高性能计算500强中,中国科学院大气所地球数值模拟器在TOP500中排名95,而作为"地球数值模拟装置"原型系统的助力,曙光旗下国内首款可量产化的TC4600E-LP液冷服务器,今年也再度成为HPC TOP10榜单中的亮点。第十届中国IDC产业年度大典(IDCC 2015)即将于2016年1月5日-7日正式开启,近日百家访谈记者专访了中科曙光基础设施产品事业部总经理沈卫东,深入探访了曙光的服务器液冷技术。

沈卫东

沈卫东  中科曙光基础设施产品事业部总经理

何为液冷服务器?

近年来,数据中心对节能的需求愈发显著。2014年,北京颁布最严"限建令",要求新建和扩建数据中心PUE必须低于1.5以下。对于不少国内数据中心PUE设计值低于1.5,实际运行中却很难达到的现状,沈卫东表示,按照现有技术,无论是对数据中心进行节能改造,还是提高空调系统效率,都很难使PUE真正达到1.5以下的水准。这就逼迫数据中心行业必须在服务器端进行改造,尤其是在服务器冷却技术方面下功夫。

服务器液冷技术是与风冷相对应的概念,它使用液体(通常是水)而不是空气作为工作物质,进入服务器带走热量。相比于风冷,液冷技术的优势在于可以显著地提高服务器的冷却效率,提高服务器的功率密度,减小服务器的体积,并且能够改善CPU的散热效率。目前,服务器液冷技术主要分为冷板式与浸没式两种,其中冷板式在技术上相对成熟,应用也更广,而浸没式冷却效果更出色,发展前景更广阔。

因为冷却性能出众,包括曙光在内的一些高性能计算厂商很早就开始了对服务器液冷技术的研究。在国内,曙光TC4600E-LP是国内第一款正式发布并量产的刀片式液冷服务器,目前已在中科院大气物理研究所交付使用的"地球系统数值模拟装置"便是该款服务器的应用案例。该套装置系统采用冷板式冷却方式,服务器约70%的发热量使用水作为工作物质带出服务器,再通过冷却塔把热量最终带到大气环境中,而不需要压缩机和空调机。这样做有两个好处,一是降低了冷却系统的投资,二是不采用空调制冷,全年自然冷却,从而使液冷系统的PUE降低到1.1以下,大大减少了原来空调系统的制冷功耗。鉴于TC4600E-LP服务器采用水冷和风冷混合冷却,另外30%的热量仍需传统空调冷却,平均PUE大致维持在1.2左右。目前来看,这是国内液冷服务器大规模使用的第一个公开案例,也是PUE水平相对比较低的一个实际案例。

液冷"出彩"在哪里?

沈卫东认为,液冷服务器技术在业界频获点赞,主要有几方面的原因。首先是节能降耗,与风冷服务器相比,液冷服务器在节能方面更加优秀;其次是提高CPU性能和可靠性,降低CPU的工作温度,使CPU可靠性提高,同时增强计算性能(如曙光TC4600E-LP与风冷版本的产品相比,CPU满载工作时的核温降低了20℃,从而使CPU性能提高5%);第三是降低风扇和风道中产生的风噪(冷板式液冷技术能减少三分之二的风扇,而浸没式技术则完全不需要风扇);第四是能够进一步提高数据中心的功率密度,从而减小机房占地面积(浸没式液冷服务器的单机柜功率密度可达200kW, 主机房面积是目前流行设计的机房面积的四十分之一);第五是数据中心设备投资的降低,这是因为省去了空调设备同时服务器内部件也有所减少的缘故。

未来是液冷服务器的时代

液冷服务器具有众多技术优点,究竟何时才能被大众市场接受呢?沈卫东表示,曙光从2012年开始服务器液冷技术研究,目前产品化的技术是冷板式液冷技术,而浸没式液冷技术离产业化还有一段距离。今年九月份曙光发布国内首款量产化的冷板式液冷服务器TC4600E-LP,可以说2015年是中国"液冷服务器元年",目前已在地球数值模拟装置中布署了上千个刀片节点。他相信明年将是液冷服务器在高性能计算领域得到大规模应用的第一年,液冷刀片服务器将会逐渐替代风冷刀片服务器。至于在非高性能计算领域,沈卫东指出,未来曙光将为信息化、互联网和云计算应用专门开发机架式液冷服务器。据悉目前已经处于开发阶段,预计最快明年会进入量产阶段。

展望未来,沈卫东认定未来一定会是属于液冷服务器的时代。尽管目前液冷服务器设备维护性问题、成本优化问题都还没有得到彻底解决,相应的机房建设和运维标准尚未建立,产业链也远未完善,但这些技术和市场方面的障碍完全无法阻挡用户对整个数据中心或计算中心更低TCO及更高投资回报率的追求,以及国家政策对节能减排的更严格的要求,因此在大规模数据中心和高性能计算应用领域完全替代风冷服务器指日可待。放眼更远的未来,沈卫东更看好浸没式液冷服务器,他指出浸没式服务器的冷却效果更好,密度更高,PUE可以降低至1.1以下(冷却部分甚至可以低至1.01),单机柜功率可达200kW以上,而基础设施的成本只有现在的50%.目前,曙光已经在提高设备的易维护性的研究方面取得了阶段性进展,且让我们拭目以待。

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