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當下,IT基礎設施領域正在掀起一股“液冷”之風。相比傳統的“風冷”,液冷技術散熱效率高、精確制冷效果好、有利處理器性能提升、低噪音等優點,正成為數據中心等建設的首選。然而,無論是數據中心由風冷轉液冷,還是新上馬液冷數據中心項目,業界仍有產品能力不足、定制化水平低、基礎設施不配套等許多現實難題。
換言之,液冷技術應用,“吆喝”已經不是多么重要的事,行業更需要有人俯身解決真問題。
啟動“全國規模最大的液冷數據中心全鏈條產業創新基地”,是曙光數創解決問題的姿態。
“4+7”,研發和產業化兩手抓
近日,《中國科學報》記者走訪了這個位于山東青島的液冷數據中心全鏈條產業創新基地。
曙光數創(青島)產業創新基地 曙光數創供圖,下同 ?
第一感覺就是“大”。整個基地占地50余畝,囊括研發中心、生產中心和保障中心三大功能區,其中占地面積最大的當屬容納了CDM產品線、液冷散熱產品線、鈑金噴涂產線、產品總裝產線的生產中心。每條產線都有齊備的設施,以液冷散熱產品產線為例,鏟齒機、多軸數控機床、真空釬焊爐、氣壓耐壓設備、工業級無塵組裝線……一應俱全。工作人員告訴記者,這套產線具備年產能5萬套的機加和組裝能力。
另一個感覺就是“人少”。進入層高達17米的廠房,高度的自動化讓整個生產空間略顯“冷清”。工作人員告訴記者,各條生產線的自動化水平較高,在產品總裝和一些定制化生產環節才會有工作人員“介入”。例如在產品總裝產線,A、B兩條產線配有16單元站工位+4單元站檢測工位,針對客戶需求靈活采用單元站方式以及流水線方式生產,以更好的柔性來面對客戶不同需求。
生產中心的產品總裝產線 ?
從廠房大樓出來,緊鄰的就是研發中心。據曙光數創相關負責人介紹,6層的研發中心大樓設有7大研發創新實驗室,分別是:650kW綜合焓差實驗室、兆瓦級液冷基礎設施實驗室、電氣與控制實驗室、液冷散熱可靠性實驗室、液冷傳熱新材料實驗室、液冷新技術研究實驗室、冷媒理化分析實驗室。
其中,這里的兆瓦級液冷基礎設施實驗室系國內唯一,可實現超高(9米)超大液冷換熱產品的現場測試;而國家GMPI認證的650kW綜合焓差實驗室,測試溫度范圍跨-40℃~55℃,具備測試精度高、自動化程度高、工況穩定速度快等特點,綜合能力處于國內領先水平。
緊密相連的“4+7”,是曙光數創研發、產業化兩手抓的明證,同時也表明曙光數創在液冷技術上關注的不僅僅是硬件。曙光數創副總裁張鵬表示,曙光數創要打造從服務器到基礎設施、從機房內到機房外、從硬件到軟件的全鏈條、一站式、系統級的液冷數據中心解決方案。
他還告訴《中國科學報》,曙光系冷板式液冷和相變浸沒液冷相關產品在國內起步比較早,有產品已經賣到了第五代,技術的積累也讓自身具有很強的產品迭代能力。但曙光數創在加大投入研發方面仍不松懈,除了要保持已有優勢之外,還希望通過產研協同進一步推動行業健康發展。
當“雙高”遇上“雙碳”
建成全國規模最大的液冷數據中心全鏈條產業創新基地,曙光數創為什么要死磕液冷?
當前信息技術飛速發展,僅人工智能帶來的技術革命,預訓練大模型、AI for Science、AI for Factory,層出不窮。這背后,數據的海洋洶涌澎湃,各類數據中心、計算中心的處理器“心臟”急速跳動。而為了滿足這一切,芯片的功耗越來越高、數據中心用電量也節節攀升。
這就是目前IT基礎設施領域面臨的“雙高”難題。
“一顆芯片的功耗甚至就能達到上千瓦,這在幾年前是不可想象的。”張鵬說,行業面臨著嚴峻的散熱挑戰。另一方面,我國算力、存儲、網絡等基礎設施的建設還保持著兩位數的復合增長率:2022年,中國的數據中心耗電量1300億千瓦時,占總用電量的2.7%;到2025年,這個數字將達到5%。
當前,中國正力爭實現“雙碳”目標,這不僅僅是國家戰略,更是每一個行業應當踐行的發展路線。因此,數據中心的節能減排勢在必行。
液冷是解決IT基礎設施行業“雙高”難題的一個優選項,已成為行業共識。張鵬說,這是因為,液冷技術不僅能很好地解決芯片等散熱難題,同時鑒于數據中心冷卻系統是用電“大戶”,液冷還能降低數據中心的能耗,一舉兩得。
然而,正如開篇所說,液冷技術的應用也面臨著現實痛點。
首先,無論是冷板式液冷(只把最主要的發熱芯片通過非直接接觸的冷媒進行散熱,而硬盤、網絡、電源、內存等仍依賴風冷散熱),還是浸沒式液冷系統(散熱器件直接接觸冷媒散熱),在實際生產中,這些液冷散熱設施產品仍面臨難以量產、產品質量難保障等問題;其次,不同行業、不同用戶因其液冷數據中心部署需求不同,對液冷設施也有特定要求,需要很高的靈活性和定制化產品及服務,但目前市場的定制化能力還不夠;最后同時也非常關鍵的是,液冷技術進步需有龐大、先進的研發環境支撐,以便更好地測試和改進液冷設備,但目前國內缺乏尖端的實驗和研發環境。
技術向前,行業亟需全鏈液冷創新能力的提升。
“1+1=1”背后的“深藍”
近三年平均占58.8%市場份額、位列中國液冷數據中心基礎設施市場規模第一的曙光數創,此次攜“液冷數據中心全鏈條產業創新基地”而來,要解決的問題就在當下。
張鵬將曙光數創2023新品發布命名為“深藍計劃”。在發布會上的演講中他談到,受制于產品能力不足、定制化水平低、研發水平不夠等問題,當前數據中心上馬液冷產品常常適得其反,比如建一套液冷數據中心,需要風冷+液冷兩套冷卻系統,徒增了建設成本和運維難度,造成了“1+1>2”的后果;而同時,由于數據中心不具備可彈性調節風液比的系統,液冷服務器無法彈性部署。
在曙光數創的深藍計劃中,新推出了“新一代一體化風液混冷先進數據中心”,其將風冷系統與液冷系統高效集成,一體化解決數據中心散熱需求。他們想用這種“1+1=1”(風冷+液冷=風液混冷)的理念,化解行業“1+1>2”的尷尬。
張鵬介紹一體化風液混冷數據中心 ?
為了配合實現一體化風液混冷數據中心,曙光數創基于其全鏈條產業創新基地,研發并生產了一系列適配組合,如升級新一代CDU系列產品家族、1U側壁導冷式內存液冷散熱組件、液冷節能型精密空調、液冷節水型室外機、新一代高能效交直混用中壓直轉電源系統、液冷一體化能效管理系統等新品。
張鵬說,這些創新產品既有硬件上的升級,更有控制系統和軟件方面的全力配合,每一個小的改變背后,都有產品、研發人員在成本、效率、質量和靈活部署方面的考量,同時也瞄準行業共性問題。