英特爾與浪潮信息等生態(tài)伙伴聯(lián)合發(fā)布《冷板液冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)參考》白皮書(shū)

北京2022年8月30日 /美通社/ -- 近日，在2022英特爾中國(guó)數(shù)據(jù)中心合作伙伴技術(shù)峰會(huì)上，英特爾與浪潮信息等產(chǎn)業(yè)生態(tài)伙伴聯(lián)合發(fā)布了《綠色數(shù)據(jù)中心創(chuàng)新實(shí)踐 -- 冷板液冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)參考》白皮書(shū)，分享冷板液冷技術(shù)關(guān)鍵部件的最新研究進(jìn)展，旨在突破數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)功耗限制，并在降低設(shè)計(jì)與使用成本的同時(shí)，建立并逐步完善冷板液冷的生態(tài)系統(tǒng)，從而有效降低數(shù)據(jù)中心PUE值。

隨著云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能等新一代信息技術(shù)快速發(fā)展，數(shù)據(jù)呈現(xiàn)爆炸式增長(zhǎng)。作為儲(chǔ)存和計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施的數(shù)據(jù)中心加速建設(shè)是大勢(shì)所趨，數(shù)據(jù)中心規(guī)模不斷擴(kuò)大，能耗持續(xù)高速增長(zhǎng)。據(jù)相關(guān)估算，全國(guó)數(shù)據(jù)中心用電量總和已約占全社會(huì)用電量的 1.5%-2% 左右，且機(jī)柜規(guī)模仍保持高速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。與此同時(shí)，隨著"雙碳"目標(biāo)持續(xù)推進(jìn)，國(guó)家頻出數(shù)據(jù)中心建設(shè)相關(guān)政策，對(duì)PUE提出明確限制，要求到2025年，全國(guó)新建大型、超大型數(shù)據(jù)中心平均電能利用效率降到1.3以下。

為推進(jìn)數(shù)據(jù)中心節(jié)能降碳，面向用電量占比與IT設(shè)備相當(dāng)?shù)闹评湎到y(tǒng)"對(duì)癥下藥"是關(guān)鍵。近年來(lái)，數(shù)據(jù)中心單位空間產(chǎn)生熱量的瓦數(shù)正在不斷上升，同時(shí)功率密度也在增加，嚴(yán)重制約了傳統(tǒng)冷卻方法和技術(shù)的進(jìn)一步應(yīng)用和推廣。傳統(tǒng)風(fēng)冷數(shù)據(jù)中心通常可以解決 12kW 以?xún)?nèi)的機(jī)柜制冷，而隨著服務(wù)器單位功耗增大，原先尺寸的普通服務(wù)器機(jī)柜可容納的服務(wù)器功率往往超過(guò) 15kW，這已經(jīng)到了空氣對(duì)流散熱能力的極限。液冷作為可以支持更高功率密度的先進(jìn)制冷技術(shù)，成為新型數(shù)據(jù)中心的重要選擇。

最成熟、應(yīng)用最廣，液冷散熱優(yōu)選之冷板式液冷

《綠色數(shù)據(jù)中心創(chuàng)新實(shí)踐 -- 冷板液冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)參考》白皮書(shū)是英特爾與浪潮信息等冷板液冷產(chǎn)業(yè)生態(tài)伙伴緊密合作、聯(lián)合創(chuàng)新的重要成果之一，內(nèi)容涵蓋液冷一次側(cè)及二次側(cè)整個(gè)鏈路的設(shè)計(jì)，對(duì)參與冷板散熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)、驗(yàn)證、管路的連接組裝、系統(tǒng)的檢測(cè)及維護(hù)人員均具有參考意義。該白皮書(shū)旨在與冷板液冷生態(tài)伙伴及潛在使用者分享對(duì)于冷板液冷技術(shù)關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)選型的考量，通過(guò)展現(xiàn)冷板液冷技術(shù)關(guān)鍵部件的研究進(jìn)展，來(lái)共同促其標(biāo)準(zhǔn)化，進(jìn)而降低其設(shè)計(jì)與使用成本，推動(dòng)建立并完善冷板液冷的生態(tài)系統(tǒng)，加速數(shù)據(jù)中心行業(yè)脫碳轉(zhuǎn)型，并以此支持各行各業(yè)實(shí)現(xiàn)低碳發(fā)展，共同為中國(guó)實(shí)現(xiàn)"雙碳"目標(biāo)做出新的貢獻(xiàn)。

《冷板液冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)參考》指出，在冷板式液冷系統(tǒng)中，發(fā)熱器件不直接接觸液體，而是通過(guò)與裝有液體的冷板直接接觸來(lái)散熱，或者由導(dǎo)熱部件將熱量傳導(dǎo)到冷板上，然后通過(guò)冷板內(nèi)部液體循環(huán)帶走熱量。由于服務(wù)器芯片等發(fā)熱器件不用直接接觸液體，所以冷板式液冷對(duì)現(xiàn)有服務(wù)器芯片組件及附屬部件改動(dòng)量較小，可操作性更強(qiáng)，是目前成熟度最高、應(yīng)用最廣泛的液冷散熱方案。

浪潮信息在今年將"All in液冷"納入公司發(fā)展戰(zhàn)略，全棧布局液冷，實(shí)現(xiàn)服務(wù)器全產(chǎn)品線支持冷板式液冷，提供液冷數(shù)據(jù)中心整體解決方案，并建成了亞洲最大的液冷數(shù)據(jù)中心研發(fā)生產(chǎn)基地，實(shí)現(xiàn)PUE＜1.1。在液冷路線方向的選擇上，浪潮信息數(shù)據(jù)中心產(chǎn)品部總經(jīng)理趙帥表示："從產(chǎn)品應(yīng)用和技術(shù)成熟度、對(duì)數(shù)據(jù)中心與服務(wù)器架構(gòu)的改造程度，以及部件更換運(yùn)維便捷性等角度考慮，浪潮信息目前主推冷板式液冷，同時(shí)也在針對(duì)其他液冷技術(shù)進(jìn)行挖掘與探索。"

安全可靠+標(biāo)準(zhǔn)化，液冷產(chǎn)業(yè)化需雙管齊下

目前，液冷數(shù)據(jù)中心依然處于起步階段，以頭部互聯(lián)網(wǎng)和金融通信行業(yè)為主的一些企業(yè)已經(jīng)完成了液冷技術(shù)的試點(diǎn)，但市場(chǎng)整體液冷滲透率仍然較低。用戶缺乏對(duì)液冷技術(shù)的基本了解是重要原因之一，液冷產(chǎn)品的安全性和可靠性是用戶的主要顧慮，也是液冷部件的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過(guò)程中的關(guān)鍵問(wèn)題。

在冷板的設(shè)計(jì)考量中，《冷板液冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)參考》提出，"冷板基板和流道宜采用銅或鋁合金材質(zhì)，一個(gè)系統(tǒng)中不應(yīng)有兩種電位差較大的金屬。"冷板材質(zhì)一般由高導(dǎo)熱系數(shù)的材料構(gòu)成，使得冷板表面接近等溫，帶走大量的集中熱量，并通過(guò)冷板的應(yīng)用減少冷卻液對(duì)電子元器件的污染，提高數(shù)據(jù)中心設(shè)施的使用壽命。浪潮信息采用全銅冷板，在導(dǎo)熱性方面，銅相對(duì)于其他材質(zhì)的導(dǎo)熱性比較高；在化學(xué)穩(wěn)定性方面，銅板結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，不易發(fā)生電化學(xué)腐蝕，而鋁板等材質(zhì)時(shí)間長(zhǎng)易氧化，堵塞冷板內(nèi)鏟齒管道。

此外，冷板的生產(chǎn)還需要有精深的焊接及加工工藝，并且要經(jīng)過(guò)嚴(yán)密的測(cè)試驗(yàn)證，浪潮信息對(duì)冷板連接快接頭均進(jìn)行5000次插拔試驗(yàn)，保障長(zhǎng)期測(cè)試可靠性，并對(duì)液冷換熱單元CDU等部件進(jìn)行震動(dòng)、跌落、鹽霧，霉菌等多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)。針對(duì)用戶普遍關(guān)心的漏液?jiǎn)栴}，浪潮信息還在節(jié)點(diǎn)內(nèi)設(shè)計(jì)了漏液檢測(cè)裝置，能精確定位泄漏節(jié)點(diǎn)，立即告知客戶，提供預(yù)警，實(shí)現(xiàn)1.2s的報(bào)警靈敏度。

除去上述液冷產(chǎn)品本身質(zhì)的提升之外，標(biāo)準(zhǔn)化是推進(jìn)液冷數(shù)據(jù)中心發(fā)展的關(guān)鍵。通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化可以有效地降低液冷應(yīng)用的技術(shù)門(mén)檻和成本門(mén)檻，從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化、批量化。浪潮信息攜手產(chǎn)業(yè)鏈上下游合作伙伴，共同推動(dòng)液冷標(biāo)準(zhǔn)的建設(shè)完善，從數(shù)據(jù)中心整體方案與系統(tǒng)架構(gòu)，到液冷系統(tǒng)內(nèi)部的核心部件及接口、液冷基礎(chǔ)設(shè)施，再到監(jiān)控管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)兼顧整體與局部的全面標(biāo)準(zhǔn)化。截至目前，浪潮信息已參與制定與發(fā)布10余項(xiàng)冷板式液冷、浸沒(méi)式液冷相關(guān)設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，并聯(lián)合牽頭立項(xiàng)關(guān)于冷板式液冷核心技術(shù)的4項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)液冷產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展及液冷技術(shù)的大規(guī)模普及建設(shè)具有重要的指導(dǎo)意義。

未來(lái)，浪潮信息將繼續(xù)攜手產(chǎn)業(yè)鏈上下游合作伙伴，協(xié)同推進(jìn)液冷技術(shù)應(yīng)用與設(shè)計(jì)等標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范建設(shè)，并依托在液冷數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域強(qiáng)大的研發(fā)儲(chǔ)備、豐富的產(chǎn)品體系、出色的液冷智造供應(yīng)與交付能力以及構(gòu)建完善生態(tài)的格局，引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)實(shí)踐，助力數(shù)據(jù)中心實(shí)現(xiàn)高效、集約、綠色可持續(xù)發(fā)展。