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    风冷未央,液冷已至 阿里云液冷全力助推新基建

      [  中关村在线 原创  ]   作者:王嘉陆   |  责编:徐鹏

           过去节能“靠天吃饭”的时代可能马上要过去了。

           几乎所有人都认为,随着5G的发展和应用,以及新基建的稳步推进,数据中心走向绿色节能化已经成为了一个板上钉钉的事情。在数据成倍增长的时代,IT设备的热密度不可避免的会越来越高,而数据中心作为一个能耗大户,也势必迎来新的变革。

           随着边缘计算、大数据、人工智能等新技术的发展,数据中心需要更高性能的服务器满足业务的发展需要。但根据摩尔定律的发展,芯片的升级也带来了芯片温度的提高,给服务器那颗滚烫的“芯”降温成为了亟待解决的问题。更低能耗的数据中心,不仅关系到了环境的可持续发展,也决定了算力的成本和服务的竞争力。


    未来数据将大幅增长

           “随着新基建浪潮的不断兴起,作为新基建重要组成部分的数据中心建设规模快速增长,而以极低PUE为特点的绿色环保数据中心成为了新的建设理念,这带来了技术的变革和新的发展方向,阿里云认为浸没式液冷的解决方案可以很好地支撑国家在绿色节能数据中心的目标。“阿里云资深专家郭懿群在IDCC2020大会期间接受采访时表示。

           阿里云不仅是这么想的,也是这么做的。在国家政策的牵引下,阿里云不仅设计开发了创新的液冷解决方案,同时也带动了整个供应商体系,包括服务器、IDC、网络的合作伙伴,一起新建供应商体系的生态,并惠及终端用户。

           而具体到风冷和浸没式液冷的冷却方案上,浸没式液冷的优势也十分明显。

           数据中心早期并没有专用的精密空调,也没有统一的标准,早期甚至采用过民用大功率空调,到上世纪70年代,机房专用精密空调出现,可以有效保障数据中心的恒温恒湿环境,而洁净度方面采用新风系统保持正压,以满足数据中心的环境要求。但如今风冷数据中心面临着诸多挑战,例如能耗较高空气温度、湿度、粉尘、风扇振动等因素易导致硬盘、主板、内存等元器件的故障,进而影响到数据中心的可靠性。

           说来有趣,液冷技术已有十多年的历史,其优势主要为以下几个方面:

           1.高可靠。相比风冷,液冷场景的IT设备的年均故障率可大幅下降。

           2.高密度。相比风冷,液冷可以实现更高密度IT设备的部署,可以有效应对未来高阶高端计算的发展。

           3.高可用。液冷方案可适配现有大部分计算及存储产品,并可在所有气象区实现极低PUE。

           4.低噪声。传统数据中心的分贝数甚至达到了95分贝,而液冷场景的噪声约50分贝。

           此外,由于IT设备对温度十分敏感,浸没式液冷方案也会带来CPU性能指标的上升。当然,最重要的是,由于浸没式液冷方案可去除空调、服务器风扇等低效部件,极简的设计可做到极低PUE,以阿里云为例,华东的浸没液冷数据中心的PUE为1.09,比同气象区的风冷数据中心,节约了将近30%的能耗。

           浸没式液冷对当下发展火热的中小型数据中心和边缘数据中心也十分友好,使用单柜即可实现,对于边缘数据中心来讲,高功率、高密度、快速部署的特性决定了适合的解决方案就是浸没液冷边缘模组。

           虽然优势如此明显,但浸没式液冷数据中心的普及尚需时日,从液冷技术本身来说,元器件在液体中正常工作需要测试运维习惯需要更改等等,基于此,阿里云在设计浸没液冷系统时,对于服务器的元器件和材料都做了详尽的测试,对于不同的材料、不同的液体都在实验室中进行了可靠性测试,并开发了适配液冷场景的运维工具。

           长期耕耘带来的好处十分明显,阿里云从实验室的系统原型走向小规模,然后真正地过渡到大规模,今年在杭州建成了全球规模最大的浸没液冷数据中心,在逐步优化落地实施的过程中积累了从设计到系统落地再到运维乃至整个解决方案的经验,并且做到了产品化和模块化。在未来,阿里云计划在京津冀、长三角、珠三角、粤港澳及西部地区部署更多的绿色超级数据中心。此外,2020年1月阿里云联合ODCC一起发布了浸没液冷绿色数据中心的规范。同时在整个数据中心的全生命周期内,阿里云也做了软件方面和硬件方面的智能化适配。


    阿里云绿色数据中心

           虽然液冷技术存在了十多年,但在大规模应用方面,说它是一个新技术也不为过,是否接受绿色数据中心的概念,是首先要解决的问题,此外则是成本的因素,传统风冷行业十分成熟,而浸没式液冷虽然全生命周期的成本有优势,但是初投资较高,因为当前液冷的产业链规模处于培育的过程中,随着整个数据中心行业对液冷的接受程度越来越高,随着产业链的完善和共识的建立,液冷的成本最终会达到与风冷同等水平。

           具体到落地,液冷也面临着一些挑战。首先是原有的风冷IDC如何适配液冷解决方案,比如承重、电气系统、监控系统等其次是风液冷兼容的IDC设计,一般来讲数据中心的生命周期为十年左右,其建筑结构要存在50年甚至更久,只有针对数据中心的功能分区做归一化和标准化,才可以达到兼容性,这样才可以实现从风冷到液冷的最小成本的过渡。

           如此看来,浸没式液冷依然还有很长的路要走。

           对于未来数据中心的发展,阿里云高级专家钟扬帆如此谈到,“从云计算的使用场景来看,大规模集约化的部署的模式十分适合浸没式液冷方案,当前成熟风冷方案会过渡到局部风冷和局部液冷的风液混合的场景,而随着时间的推进,产业链的发展,数据中心很有可能进入到全液冷的时代。”

           机房冷却技术的发展将在很大程度上推动着数据中心的发展,随着计算存储网络以及各种应用的加速,对数据中心的散热提出了更高的挑战,如何帮助数据中心达到节能绿色环保的要求,对液冷这个面世虽早,但仍然具有很大发展潜力的技术而言,也需要更多的实践探索,而最终随着产业链的完善和整个生态的建立,相信在不久的将来,全面实现绿色节能数据中心的目标也终将实现。

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