“数据”被认为是新时代的“石油”,可见其重要价值。数据的重要载体——数据中心重要性也就可想而知了。
2015年,中国数据中心的能耗为987亿千瓦时,超过了整个北京市当年的耗电量。2016年,中国数据中心总耗电量超过1108亿千瓦时,2017年达到1200-1300亿千瓦时,这个数字超过了三峡大坝和葛洲坝电厂当年发电量的总和。
全国数据中心的耗电量已连续8年超过12%的速度增长,预计2020年总耗电量将达到2962亿千瓦(2018年中国城乡居民用电总量为9685亿千瓦)。一方面,耗电量可以说明数据中心在我国的发展非常快,但另一方面也体现了数据中心的能耗非常之高。因此数据中心节能问题,引发包括政府在内的广泛关注。
数据中心为何成耗电大户?
451 Research的最新数据显示,虽然过去10年中,数据中心能效提高了80%,成本降低了50%。但如果不重新思考新的方法和新的技术,并接受更广泛的生态系统,就无法继续改进下去。
目前,一线城市对新建数据中心节能都提出了PUE值的硬指标,但现在很多已建或在建数据中心的PUE值达不到,改造、升级现先有“数据中心”也是节能的挑战。
中国数据中心节能技术委员会秘书长吕天文表示,随着整体应用推进和用户需求发展,数据中心的发展呈现出以下两个优势:第一是单体数据中心的面积越来越大;第二是功率密度越来越高。吕天文举例说道:“单极轨功率密度在上世纪90年代可能一两千瓦;2000-2008年的时候大概是两三千瓦;现如今已经是6-8千瓦。我们从4-8千瓦用了大概两三年的时间,而美国从4到8千瓦用了10年。”
数据中心节能技术委员会秘书长吕天文 前四代数据中心运行和维护特点
此外,吕天文指出,现在随着各种高性能计算、超算中心的发展,单机柜功率密度大幅度跨到15千瓦以上,基本上会达到20千瓦、30千瓦甚至更高,这就给数据中心带来了很大的挑战。
从5G到云计算,“数据中心”正如20世纪初的发电厂,随信息产业高速发展进入建设高峰期。此外,“节能”、“高密度计算”等政策与企业需求,也将“数据中心”建设领入新时代。
从整个行业来看,“液冷”技术是降低数据中心能耗的最可靠与可行的方案,曙光在此方面积累了完善的技术,这将加速全国“数据中心”步入“液冷”时代。
据悉,“曙光节能”2014年便研发出全国首套浸没式液冷服务器机柜并于2017年交付商用,目前国内首个“全浸没液冷”服务器群已在平稳运行。
随着曙光“全浸没液冷”技术步入标准与商业化,“数据中心”单机柜功率已进入160KW时代(传统风冷单柜功率
“曙光节能”总经理何继盛提出,目前“数据中心”已进入5.0时代,除具有标准与模块化特点外,追求低能耗与“高计算密度”已经成为趋势。
“曙光节能”总经理何继盛
数据中心节能不再“靠天吃饭”
“数据中心节能不能总‘靠天吃饭’,自然环境无法复制,此外也不利于计算资源的灵活配置。”在“曙光节能”数据中心产品媒体交流会上,何继盛表示,随着IT产业发展,数据中心能耗、计算密度等话题正引发社会关注,各地政府部门也推出针对新建数据中心能耗的限制政策。
而为降低数据中心的能耗——“PUE值”,拥有庞大服务器群的云计算、互联网企业纷纷在拥有丰富水资源、气候凉爽的偏远地区创建“数据中心”。这样做虽然降低了PUE,但对于大部分企业来说,不具有参考与可复制性。
互联网公司创建在北极圈内的数据中心
“随着数据中心机柜的标准与模块化普及,短时间在偏远地区大规模建设数据中心成为可能。但对于90%企业、机构来说,配置的‘数据中心’远离用户、远离主干网络、失去运维的便捷性是无法接受的。”何继盛表示,为给用户提供便捷、标准、灵活的节能、高计算密度数据中心解决方案,早在2012年曙光便探究降低数据中心能耗的核心技术——“全浸没式液冷”。
何继盛介绍,传统数据中心超过一半的耗能都用在了冷却计算设备上。因此降低冷却耗能,是数据中心节能的关键。曙光经多年研发与实践,掌握了行业领先的“全浸没液冷”技术,依托该技术曙光研发的C8000刀片式计算模组,其计算单机柜功率可达160KW,而PUE值达到1.05及以下,相比传统风冷数据中心可节电超过30%。
曙光“全浸没液冷”计算模组—C8000
另外,随着5G时代到来,在用户密集区配置高计算密度的边缘数据中心正成为趋势。曙光液冷“数据中心”计算模组,为用户在密集地区的“边缘计算”节点配置,提供了可靠、节能的系统解决方案。这也将加速5G时代的云游戏、云3D、云渲染设计等高交互、复杂计算场景的实现。
四年四个“全国首次”
除“全浸没液冷”技术外,围绕数据中心节能、不同行业对计算密度的需求,曙光积累了大量技术专利与建设经验。
何继盛介绍,曙光率先于2015年推出国内首款标准化量产的冷板式液冷服务器,并在当年完成国内首个冷板式液冷服务器大规模应用项目,2017年又交付了国内首套商用全浸没液冷服务器,并在今年完成了国内首个浸没式液冷服务器大规模应用项目。截至目前,曙光拥有的“液冷”核心专利就超40项,此外还有40余项“液冷”相关专利已提交申请。
平稳运行中的曙光“全浸没液冷”服务器群(局部)
曙光数据中心系列产品,拥有满足中低密度计算需求的风冷标准模组、满足高密度计算的液冷冷板模组,以及满足救灾、户外勘探等特种作业环境需求的“集装箱式”计算模组,这些计算模组已被电力、气象、金融、通信、互联网企业、高校研究院等广泛采用,曙光提供的“低能耗”、“高密度”计算节点数以万计。