世界上最快的計算機“天河二號”有個“冷知識”：它在高速計算的同時產(chǎn)生出大量的熱。熱從何來？“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元。

這正是高性能計算系統(tǒng)發(fā)展至今需要解決的兩大問題：性能和能耗。2014年中國數(shù)據(jù)中心的總能耗超過900億千瓦•時，超過了一座中型城市的耗電量。隨著各數(shù)據(jù)中心對PUE等性能指標的關心，人們迫切需要建立“更深綠數(shù)據(jù)中心”。

曙光推中國首款量產(chǎn)液冷服務器

在實現(xiàn)“數(shù)據(jù)節(jié)能”的道路上，曙光公司不遺余力。在6月下旬舉辦的2015中科曙光技術創(chuàng)新大會上，曙光發(fā)布了中國首款可量產(chǎn)的液冷服務器：曙光TC4600E-LP液冷服務器。與該服務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PUE輕松降至1.20以下。

（TC4600E-LP液冷服務器前后面）

在此之前，服務器散熱多靠空氣來冷卻，即：風冷。不過空氣并不是很好的冷媒，一般的液體的冷卻效果都會比空氣強1000~3000倍。風冷所不能解決的高能耗、低性能的問題，用液冷技術卻可以得到顯著的改善。服務器也因此實現(xiàn)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，這使整個系統(tǒng)全年PUE下降到1.2以下變得非常容易。同時服務器CPU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，該液冷服務器的CPU核溫比風冷極限溫度可低20~30℃，可靠性大大提高。

“TC4600E-LP實際上是TC4600E服務器的液冷版本，未來曙光高端服務器都會同時開發(fā)液冷和風冷兩種版本。”曙光數(shù)據(jù)中心產(chǎn)品事業(yè)部總經(jīng)理沈衛(wèi)東介紹說，該液冷版本是將服務器中溫度最高、熱流密度最大的部分——CPU的散熱用液冷技術解決，兼具創(chuàng)造性。

部署液冷服務器不會加大數(shù)據(jù)中心成本

液冷，顧名思義，液體注入服務器，通過冷熱交換帶走服務器的散熱。目前曙光對液冷技術使用會使相應服務器的成本提高約30%~40%。不過，這并不會增加數(shù)據(jù)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器的70%，采用液冷技術后可以減少2/3容量的空調(diào)機設備投入。”沈衛(wèi)東指出，液冷系統(tǒng)中去除了壓縮機，比空調(diào)機系統(tǒng)成本大幅降低，可降低數(shù)據(jù)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器，綜合考核液冷冷卻器投入和風冷空調(diào)系統(tǒng)投入，液冷服務器所需的基礎投入對風冷系統(tǒng)仍有優(yōu)勢，而服務器部分的“超支”一般可在1年到1年半通過在節(jié)能方面的表現(xiàn)回收成本。

此外，針對用戶對液冷服務器液體泄漏的顧慮，曙光調(diào)研了多種快速插拔方案，并在過去3年里做了大量的實驗證實了其液冷服務器在該方面的可靠性。據(jù)悉，量產(chǎn)的TC4600E-LP液冷服務器已應用于中國科學院大氣物理研究所的“地球數(shù)值模擬裝置”原型系統(tǒng)上，該系統(tǒng)預計在8月底即可與公眾見面。

未來液冷或將觸發(fā)行業(yè)顛覆式創(chuàng)新

TC4600E-LP屬于冷板式液冷服務器，它是業(yè)內(nèi)液冷模式的一種，暫時尚未觸及服務器物理外形的變革。而另外一種液冷模式——浸沒式，則有可能在服務器架構上帶來顛覆式改變。

“目前冷板式液冷技術不太會改變服務器現(xiàn)有的物理形態(tài)，只是用冷板代替了原來的CPU的散熱片，這一步比較容易實現(xiàn)。”沈衛(wèi)東介紹說，浸沒式則是“浸泡版”的冷板式，“冷板式實際上是一種中間替代方案，浸沒式才是最終的結果。”

沈衛(wèi)東稱，浸沒式未來的服務器或許是一個“缸”：大量貼在一起的主板，緊湊地浸泡在這個“缸”里面。該結構服務器的功率密度可以20倍于今天的產(chǎn)品。

“屆時不但拋棄了現(xiàn)有服務器的外形，甚至會影響整個行業(yè)——除了冷卻行業(yè)，他可能會影響到上游（如芯片設計等）很多行業(yè)。”沈衛(wèi)東說。

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