世界上最快的計(jì)算機(jī)“天河二號”有個“冷知識”：它每天都很熱。熱從何來?“天河二號”的功耗達(dá)17.8兆瓦，在一定的負(fù)載情況下，廣州超算中心一年為“天河二號”付出的電費(fèi)就高達(dá)八千萬元。

“太熱”也拖累了“天河二號”的效率。在性能能耗比的比拼上，“天河二號”幾乎沒有任何競爭力。

這正是高性能計(jì)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(負(fù)載耗能占比)等性能指標(biāo)的關(guān)心，人們迫切需要建立“更深綠數(shù)據(jù)中心”。

中國誕生首款

量產(chǎn)液冷服務(wù)器

在實(shí)現(xiàn)“數(shù)據(jù)節(jié)能”的道路上，國內(nèi)高性能計(jì)算廠商曙光公司走在了前列。在6月下旬舉辦的曙光2015創(chuàng)新技術(shù)大會上，該公司發(fā)布了中國首款可量產(chǎn)的液冷服務(wù)器：曙光TC4600E-LP冷板液冷服務(wù)器。與該服務(wù)器相配套的制冷解決方案能大幅降低整機(jī)功耗并降低機(jī)房噪音，機(jī)房全年P(guān)UE輕松降至1.20以下。

在此之前，服務(wù)器散熱多靠空氣來冷卻，即氣冷。不過空氣并不是很好的冷源，一般的液體的冷卻效果都會比空氣強(qiáng)1000~3000倍。氣冷所不能解決的高能耗、低性能的問題，用液冷技術(shù)可以得到顯著地改善。服務(wù)器也因此實(shí)現(xiàn)了高密度、低噪音、低傳熱溫差、自然冷卻的效果。

值得一提的是，這款液冷服務(wù)器所需要的“冷卻水”是很容易獲得的30℃的水，不需用壓縮機(jī)等裝置，這使整個系統(tǒng)全年P(guān)UE下降到1.2以下變得非常容易。在液冷環(huán)境中，服務(wù)器的CPU可超頻運(yùn)行，計(jì)算性能因此可提高12%。

有國外研究顯示CPU核溫每提高10℃，可靠性降低一半，液冷服務(wù)器的CPU核溫比風(fēng)冷極限溫度可低20℃~30℃，CPU可靠性也得到了大幅度提高。

“TC4600E-LP實(shí)際上是TC4600E服務(wù)器的液冷版本，以后曙光服務(wù)器都會同時開發(fā)液冷和風(fēng)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，該液冷技術(shù)的實(shí)現(xiàn)是通過將服務(wù)器最熱的部分——高密度CPU的散熱用液冷解決，與‘浸沒式’液冷有所區(qū)別。

未來液冷或顛覆行業(yè)創(chuàng)新

冷板式液冷服務(wù)器是業(yè)內(nèi)液冷模式的一種，暫時尚未觸及服務(wù)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(wù)器架構(gòu)上帶來顛覆式改變。

“目前冷板式液冷技術(shù)不太會改變服務(wù)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(shí)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(shí)際上是一種中間替代方案，浸沒式才是最終的結(jié)果。”

沈衛(wèi)東稱，未來的浸沒式服務(wù)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。預(yù)計(jì)該結(jié)構(gòu)服務(wù)器的功率密度可以20倍于今天的產(chǎn)品。

“屆時(浸沒式液冷服務(wù)器)不但會拋棄現(xiàn)有服務(wù)器的外形，甚至?xí)绊懻麄€行業(yè)——除了冷卻行業(yè)，他可能會影響到上游(如芯片設(shè)計(jì)等)很多行業(yè)。”沈衛(wèi)東說。

部署液冷服務(wù)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(wù)器，通過冷熱交換帶走服務(wù)器的散熱。目前曙光公司對液冷技術(shù)使用會使相應(yīng)服務(wù)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(shè)成本。

“發(fā)熱部件CPU和部分電源模塊的熱量占服務(wù)器的70%，采用液冷技術(shù)后可以減少2/3的風(fēng)冷(設(shè)備)投入。”沈衛(wèi)東指出，液冷系統(tǒng)不需要壓縮機(jī)，替代空調(diào)機(jī)“肯定是便宜了”，可降低數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施投入。

如果不是新建機(jī)房而引入液冷服務(wù)器，綜合考核液冷冷卻器投入和風(fēng)冷空調(diào)系統(tǒng)投入，液冷服務(wù)器所需的基礎(chǔ)投入對風(fēng)冷系統(tǒng)仍有優(yōu)勢，而服務(wù)器部分的“超支”一般可在1年到1年半在節(jié)能方面的表現(xiàn)回收成本。

此外，針對一些用戶對液冷服務(wù)器液體泄漏的顧慮，曙光的技術(shù)團(tuán)隊(duì)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(shí)驗(yàn)證實(shí)了其液冷服務(wù)器在該方面的可靠性。據(jù)悉，量產(chǎn)的TC4600E-LP液冷服務(wù)器已應(yīng)用于建于曙光大廈的“地球系統(tǒng)模擬裝置”原型系統(tǒng)上，該系統(tǒng)預(yù)計(jì)在7月底即可與公眾見面。