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“液冷数据中心全链条产业创新基地”走访记

2023.11.08

原文地址:http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2023/11/511892.shtm

当下,IT基础设施领域正在掀起一股“液冷”之风。相比传统的“风冷”,液冷技术散热效率高、精确制冷效果好、有利处理器性能提升、低噪音等优点,正成为数据中心等建设的首选。然而,无论是数据中心由风冷转液冷,还是新上马液冷数据中心项目,业界仍有产品能力不足、定制化水平低、基础设施不配套等许多现实难题。

换言之,液冷技术应用,“吆喝”已经不是多么重要的事,行业更需要有人俯身解决真问题。

启动“全国规模最大的液冷数据中心全链条产业创新基地”,是曙光数创解决问题的姿态。

“4+7”,研发和产业化两手抓

近日,《中国科学报》记者走访了这个位于山东青岛的液冷数据中心全链条产业创新基地。

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曙光数创(青岛)产业创新基地  曙光数创供图,下同  ?

第一感觉就是“大”。整个基地占地50余亩,囊括研发中心、生产中心和保障中心三大功能区,其中占地面积最大的当属容纳了CDM产品线、液冷散热产品线、钣金喷涂产线、产品总装产线的生产中心。每条产线都有齐备的设施,以液冷散热产品产线为例,铲齿机、多轴数控机床、真空钎焊炉、气压耐压设备、工业级无尘组装线……一应俱全。工作人员告诉记者,这套产线具备年产能5万套的机加和组装能力。

另一个感觉就是“人少”。进入层高达17米的厂房,高度的自动化让整个生产空间略显“冷清”。工作人员告诉记者,各条生产线的自动化水平较高,在产品总装和一些定制化生产环节才会有工作人员“介入”。例如在产品总装产线,A、B两条产线配有16单元站工位+4单元站检测工位,针对客户需求灵活采用单元站方式以及流水线方式生产,以更好的柔性来面对客户不同需求。

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生产中心的产品总装产线   ?

从厂房大楼出来,紧邻的就是研发中心。据曙光数创相关负责人介绍,6层的研发中心大楼设有7大研发创新实验室,分别是:650kW综合焓差实验室、兆瓦级液冷基础设施实验室、电气与控制实验室、液冷散热可靠性实验室、液冷传热新材料实验室、液冷新技术研究实验室、冷媒理化分析实验室。

其中,这里的兆瓦级液冷基础设施实验室系国内唯一,可实现超高(9米)超大液冷换热产品的现场测试;而国家GMPI认证的650kW综合焓差实验室,测试温度范围跨-40℃~55℃,具备测试精度高、自动化程度高、工况稳定速度快等特点,综合能力处于国内领先水平。

紧密相连的“4+7”,是曙光数创研发、产业化两手抓的明证,同时也表明曙光数创在液冷技术上关注的不仅仅是硬件。曙光数创副总裁张鹏表示,曙光数创要打造从服务器到基础设施、从机房内到机房外、从硬件到软件的全链条、一站式、系统级的液冷数据中心解决方案。

他还告诉《中国科学报》,曙光系冷板式液冷和相变浸没液冷相关产品在国内起步比较早,有产品已经卖到了第五代,技术的积累也让自身具有很强的产品迭代能力。但曙光数创在加大投入研发方面仍不松懈,除了要保持已有优势之外,还希望通过产研协同进一步推动行业健康发展。

当“双高”遇上“双碳”

建成全国规模最大的液冷数据中心全链条产业创新基地,曙光数创为什么要死磕液冷?

当前信息技术飞速发展,仅人工智能带来的技术革命,预训练大模型、AI for Science、AI for Factory,层出不穷。这背后,数据的海洋汹涌澎湃,各类数据中心、计算中心的处理器“心脏”急速跳动。而为了满足这一切,芯片的功耗越来越高、数据中心用电量也节节攀升。

这就是目前IT基础设施领域面临的“双高”难题。

“一颗芯片的功耗甚至就能达到上千瓦,这在几年前是不可想象的。”张鹏说,行业面临着严峻的散热挑战。另一方面,我国算力、存储、网络等基础设施的建设还保持着两位数的复合增长率:2022年,中国的数据中心耗电量1300亿千瓦时,占总用电量的2.7%;到2025年,这个数字将达到5%。

当前,中国正力争实现“双碳”目标,这不仅仅是国家战略,更是每一个行业应当践行的发展路线。因此,数据中心的节能减排势在必行。

液冷是解决IT基础设施行业“双高”难题的一个优选项,已成为行业共识。张鹏说,这是因为,液冷技术不仅能很好地解决芯片等散热难题,同时鉴于数据中心冷却系统是用电“大户”,液冷还能降低数据中心的能耗,一举两得。

然而,正如开篇所说,液冷技术的应用也面临着现实痛点。

首先,无论是冷板式液冷(只把最主要的发热芯片通过非直接接触的冷媒进行散热,而硬盘、网络、电源、内存等仍依赖风冷散热),还是浸没式液冷系统(散热器件直接接触冷媒散热),在实际生产中,这些液冷散热设施产品仍面临难以量产、产品质量难保障等问题;其次,不同行业、不同用户因其液冷数据中心部署需求不同,对液冷设施也有特定要求,需要很高的灵活性和定制化产品及服务,但目前市场的定制化能力还不够;最后同时也非常关键的是,液冷技术进步需有庞大、先进的研发环境支撑,以便更好地测试和改进液冷设备,但目前国内缺乏尖端的实验和研发环境。

技术向前,行业亟需全链液冷创新能力的提升。

“1+1=1”背后的“深蓝”

近三年平均占58.8%市场份额、位列中国液冷数据中心基础设施市场规模第一的曙光数创,此次携“液冷数据中心全链条产业创新基地”而来,要解决的问题就在当下。

张鹏将曙光数创2023新品发布命名为“深蓝计划”。在发布会上的演讲中他谈到,受制于产品能力不足、定制化水平低、研发水平不够等问题,当前数据中心上马液冷产品常常适得其反,比如建一套液冷数据中心,需要风冷+液冷两套冷却系统,徒增了建设成本和运维难度,造成了“1+1>2”的后果;而同时,由于数据中心不具备可弹性调节风液比的系统,液冷服务器无法弹性部署。

在曙光数创的深蓝计划中,新推出了“新一代一体化风液混冷先进数据中心”,其将风冷系统与液冷系统高效集成,一体化解决数据中心散热需求。他们想用这种“1+1=1”(风冷+液冷=风液混冷)的理念,化解行业“1+1>2”的尴尬。

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张鹏介绍一体化风液混冷数据中心  ?

为了配合实现一体化风液混冷数据中心,曙光数创基于其全链条产业创新基地,研发并生产了一系列适配组合,如升级新一代CDU系列产品家族、1U侧壁导冷式内存液冷散热组件、液冷节能型精密空调、液冷节水型室外机、新一代高能效交直混用中压直转电源系统、液冷一体化能效管理系统等新品。

张鹏说,这些创新产品既有硬件上的升级,更有控制系统和软件方面的全力配合,每一个小的改变背后,都有产品、研发人员在成本、效率、质量和灵活部署方面的考量,同时也瞄准行业共性问题。

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