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    数据中心节能成刚需 百度携手英特尔打造新基建绿色底座

      [  中关村在线 原创  ]   作者:十一

    当前,数字化已成为拉动我国经济发展的重要引擎,数据显示,2020年,占我国全社会用电量约2.7%的数据中心,贡献了占全国GDP约36.2%的数字经济规模。作为数字经济的核心基础设施,数据中心成为新基建的重要组成部分,机架数量呈现快速增长趋势,但另一方面,由于规模庞大,数据中心也成为了当下的能耗大户:2020年,数据中心耗电量年复合增长率达到17%,年耗电量约为2045亿千瓦时

    在全球变暖的当下,绿色节能、减少碳排放也成为全人类共识,自国家提出“2030年碳达峰,2060年碳中和”的双碳战略目标之后,也备受数据中心领域关注,如何在海量数据处理与能源消耗中取得平衡,是数据中心目前亟需解决的问题。

    作为一家以数据为中心,拥有丰富完整产品线,并将可持续发展贯穿到生产经营每个环节的公司,英特尔正在努力通过先进并富有创新性的技术帮助合作伙伴降低碳“足迹”,并努力拓展自身的“技术手印”,以共同推进碳中和目标,而百度作为英特尔长久以来的重要合作伙伴,也在通过与英特尔的深度合作来践行碳中和的理念。

    数据中心节能成刚需 百度携手英特尔打造新基建绿色底座

    “百度是一家以技术为基因的公司,技术是第一生产力,也是碳中和的第一推动力,多年来百度一直秉持‘科技为更好’的可持续发展理念,依托全栈和领先的人工智能技术和丰富的产业实践,努力自身达成碳中和目标,同时也会通过技术输出助力全社会节能减排。”百度基础架构部高级总监刘斌在接受采访时表示。

    事实上,百度这些年来针对节能减排的举措可谓是卓有成效,2020年全年百度全部自建数据中心年均PUE仅为1.14,能效最高的阳泉数据中心年均PUE已低至1.08,与行业平均值1.59相比,在相同ICT负载下,能效约为行业平均水平4倍。具体来看,百度通过“市电+HVDC”供电方案,应用“冰川”相变冷却技术,并采用百度“飞桨”智能控制系统实时监控运行数据并实时进行数据调优,以及积极应用新能源技术提高新能源使用水平等措施来践行节能减排。

    不难看出,通过技术创新、软硬结合持续迭代、人工智能技术融合应用等方式,百度正在持续降低单位算力能耗,并通过优化数据中心能源消费结构,自建数据中心优先选择可再生能源丰富的地区进行建设,以提升可再生能源使用比例。

    而当我们把目光聚焦在数据中心的算力源泉——服务器之上时,会发现单个服务器的能效会很大程度影响数据中心的能源消耗,这也是百度选择与英特尔合作的重要理由:百度通过在CPU、GPU、IPU、存储等方面与英特尔的全方位合作,可以更快地将高能效的技术优势扩展到全社会,为客户提供更加优势的服务,助力产业智能化升级;而英特尔也通过百度,正在将自身的创新力与生命力转化为数字化社会的实际价值。可以看到,双方的合作,正在以“绿色、低碳”为起点,扩大到双方合作的各个层面。

    首先是定制化CPU。作为通用处理单元,近年来在制程工艺高速迭代的大背景下,CPU的功耗增加十分明显,因此能耗比这个概念也在近几年为大部分人所熟知,“选择英特尔的定制CPU,一方面是因为英特尔拥有业界领先的技术,另一方面也符合百度数据中心硬件基础设施层降本增效的目标,可以助力百度数据中心降低成本、提升能效、持续优化升级底层基础设施,为上层业务提供更好性能和服务。”在被问及到为何选择英特尔的定制CPU时,百度基础架构部服务器研发经理何永占如此解释道。

    具体来说,英特尔在设计CPU之初,除了CPU计算核心数量快速增长以外,也为其附加了很多加速单元或互联IO等部件,这些都会带来能耗的提高。为满足百度业务场景,通过CPU定制实现CPU核心和这些部件之间的配置优化,从而实现能耗比的优化。这其中有三个逻辑:一方面,通过裁剪百度业务不需要的CPU功能部件或者降低CPU个别feature的规格来提升性能;另一方面,通过增强CPU相关的参数,比如频率等,进一步提高性能;第三,与系统设计紧耦合,采用更优化的系统散热设计,比如液冷,降低CPU的Tcase温度,来获取主频的提升。通过这样一系列的优化组合,最终实现提高能耗比,达到节能、增效的目的。

    其次则是存储方面的创新。百度通过多年的技术积累,根据业务实时访问的延时要求不同和带宽需求不同,将存储分为“热、温、冷、冰”四级,即存储分层的理念,在不同的存储层用对应性能的存储介质。英特尔的傲腾持久内存,本质上是在DDR和SSD之间插入一层基于3DXPoint介质的存储产品,提供接近于DDR内存的性能,并拥有更大的容量和更好的成本优势,双方合作开发了用户态单机存储引擎,利用PMDK和SPDK软件开发套件,结合高性能持久内存技术,从用户态直接访问存储介质,绕过文件系统、系统调用及驱动等流程,大幅提高I/O性能,降低了CPU开销,进而降低整体功耗。

    而在异构计算方面,目前业界普遍存在的问题是如何提升异构计算的利用率,其中最重要的一点是做好异构的虚拟化。百度作为AI领域的前沿玩家,对于算力的需求可谓是十分之高,如果按照整卡粒度独占运行方案,会造成在线GPU高分配率和低利用率的情况。百度服务器团队围绕百度AI核心业务,通过提取其本身特征,定义不同业务类型的性能基准,再配合使用英特尔CPU、GPU和AI加速卡等异构硬件,从而实现整个AI在异构算力上结合虚拟化技术达到可量化、可分配的目的,通过综合利用率提升带来算力的能耗收益,助力达成百度在AI方面节能减耗的目标。

    此外,在整机柜设计方面,针对机构、供电、散热、节点、网络、管理六大系统,百度也也有相应的举措来推动节能降碳,例如采用高密度部署以降低机构成本分摊,采用定制的更高供电效率的集中供电电源方案,使用风扇墙设计达到更高散热效率、更低功耗的散热水平,并通过对节点温度和功耗进行实时监控,动态调整风扇调速,使得服务器整体的散热和功耗水平达到最优,从而带来10%-20%的TCO收益。

    最后,在近年来备受瞩目的液冷技术方面,百度也在和英特尔展开积极的合作,在如今CPU、GPU功耗逐年增加的情况之下,使用风冷显然不是长久之计,而且难以满足政策下的低PUE数据中心要求,数据中心转向液冷散热方案已成为趋势。在冷板式整机柜方面,百度基于与英特尔在冷板式液冷方案的合作交流,于今年ODCC峰会推出了面向行业的首个开源冷板式液冷整机柜标准,而针对面向未来的浸没式液冷的方案,百度也在积极与英特尔进行技术上的预研,如架构设计、标准制定、详细规格定义等等。

    数据中心节能成刚需 百度携手英特尔打造新基建绿色底座

    当节能减排已经成为企业所承担的重要使命和责任时,百度基于自身的技术基因,同英特尔在硬件、软件等多个维度展开的深度合作,共同促进基础设施的优化和升级,从而助力数据中心产业节能减排的早日实现,为我国碳达峰碳中和目标的实现做出积极贡献。未来,百度也会更加深化与英特尔的合作,加速软硬一体化协同建设,在未来云业务大规模部署、调动、敏捷开发等方面达成共识,促进基础设施架构的优化和升级,推动整个数字社会走向绿色低碳的发展之路。

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    server.zol.com.cn true https://server.zol.com.cn/782/7826129.html report 5541 当前,数字化已成为拉动我国经济发展的重要引擎,数据显示,2020年,占我国全社会用电量约2.7%的数据中心,贡献了占全国GDP约36.2%的数字经济规模。作为数字经济的核心基础设施,数据中心成为新基建的重要组成部分,机架数量呈现快速增长趋势,但另一方面,由于规模庞大...
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