IDCC2018|中国信通院云365体育投注: 大所项目经理谢丽娜:数据

2019-05-31 17:49

中国IDC圈讯  12月11日-13日,由中国IDC产业年度大典组委会主办,中国IDC圈、CloudBest承办的以“赋能企业数字化转型”为主题的第十三届中国IDC产业年度大典(简称“IDCC2018”)在北京国家会议中心隆重召开。

13日上午,IDCC2018分论坛,数据中心技术创新论坛正式召开!本次论坛邀请了行业内知名大咖和技术专家为大家带来当今数据中心技术创新内容的分享。

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会上,中国信通院云大所项目经理谢丽娜为我们带来了《数据中心液冷技术和发展分析》的主题演讲,以下为采访实录:

各位专家,各位老师,大家下午好!就像主持人介绍的,数据中心从传统的数据中心变成云数据中心,随着上层应用的丰富,基础设施的设计和架构都会发生变化,液冷就是其中的一项变革。我是来自中国信通院云大所的谢丽娜,我们部门主要是做数据中心产业相关的政府支撑、咨询、测试、认证、评估、培训等相关工作。液冷是我们从2017年开始开展的项目,接下来我主要给大家介绍数据中心液冷技术和发展的一些分析。首先是研究背景,我们为什么要关注这项技术。

随着人工智能、云计算、大数据等分布式计算架构的创新和发展,作为信息基础设施的数据中心所要承担的计算量越来越大,它对于计算效率的要求越来越高。计算量和计算效率提高之后,无论是服务器设备还是存储设备功耗都会有显著的提升,一方面就会带来能耗的问题。曾有统计,2016年全国数据中心耗电量超过三峡整年的发电量,这是非常惊人的一个数据。在这个耗电量的背后就是高额的电费的支出,所以我们开始思考空调之外能不能有一种其他的方式也对散热有良好的作用,但是可以大大降低功耗和成本,这是我们液冷技术产生的经济前提。数据中心的制冷设备和供电系统面临着挑战,空调或者风扇跟不上计算效率,今年2018Google的I/O大会,Google发布了TPU3.0,TPU3.0相比TPU2.0,虽然功能没有多大的变化,大家称之为TPU2.5,但是TPU3.0的性能提升了8倍。所以,Google也宣布,他们的数据中心要开始使用液冷技术。这其实也是现在数据中心的一个痛点问题,就是我们的散热效率已经跟不上设备的计算效率,这是我们液冷产生的技术背景。

我们研究液冷技术,其实就是传统的风冷产生了一些不足。如果参观一个机房,大家经常会看到一个大大的风扇在对着服务器和机架吹,这就是在解决局部热点。如果想在短时期内达到降温效果,风扇的转速必须非常高,其中的一些零件会产生大的振动,带来非常大的噪音,这是风扇的问题。然后是空气流量的问题,空气本身的体积或者比热容比液体大非常多,是千倍甚至万倍的级别。要带走同样多的热量需要的空气的体积比液体的体积多很多,所以我们要达到一个良好的散热效果,就需要非常多的气体流动,不停地去换热。这涉及到很多的问题,最基础的数据中心机房地板必须架得非常高,要保证底下有足够多的空气进行换热,这对地板就是一个很大的考验,对整个机房设计方面带来困难。然后就是空气对流换热的系数比较低,它会带来能耗高、能源使用效率低下的问题。对流换热系数是牛顿冷却公式的一个比例系数,这个系数反映了这种介质换热速率的快慢,一般气体换热系数只有液体的几分之一,所以它换热的速率比液体慢很多。这就产生我们刚才说的问题,散热效率比计算效率高很多,散热跟不上计算。

在此基础上,我们产生了液冷技术。看了风冷再看液冷技术有哪些优势和主要的类型。

为什么要用液冷技术?刚刚一直在谈这个问题,随着时间的推移和技术的进步,一些计算机的芯片会越来越高,要处理的计算工作也会越来越复杂。热度负荷在节节攀升,液冷技术并不是说它想出来,而是它正在被整个产业拉出来救火,因为整个的散热已经跟不上上层应用了。

液冷技术的一些优势,首先就是比热容的问题,要换同样多的热量,液体在换热过程中可以保持温度的相对不变,也就是比热容比较大,气体的比热容比较小,可能换一部分热,它的温度立刻就升上去了。另外,液体是可以直接导向IT设备直接带走热量的,空调制冷或者风扇制冷是通过气体间接地接触IT的热负荷,所以液体的散热效率要高很多。它的散热效率一旦提起来之后,就可以允许CPU、GPU这样的芯片或者配件超频工作,可以提高整个IT设备的集成度或密度。第二点就是能够降低能耗,减少支出成本。本身数据中心的电费支出非常高昂,是很多运营人员在维护机房过程中很头疼的一个问题,液冷技术现在在发展初期,可能大家觉得液体、系统这些费用很高昂,但是一旦这个技术落地大家都开始使用,从长远来看,它会比空调方式实惠很多。第三点就是节能环保,可以降低噪音。节能环保就是液体本身对于环境比较友好,既使是没有产生液冷散热技术之前,有很多的厂商或者其他的持有者也会把数据中心尽量往寒冷的地方建,这就是想利用自然冷源。进一步,我们把液冷技术系统引进来,就是更高效通过液体解决散热问题,更能体现现在数据中心建设的绿色、节能、低碳的趋势。整个数据中心液冷技术建完之后,泵是没有空调或者风扇那样振动而造成的噪音的,它整个系统的声音小很多,这也是节能环保的一方面。

整个数据中心的液冷系统其实就是做热交换的液体回路。