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雙碳目標(biāo)下,開放計算成數(shù)據(jù)中心綠色節(jié)能新選擇

2021/12/16 14:41:39 來源:中國企業(yè)新聞網(wǎng)

導(dǎo)言:隨著云計算、人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)和移動互聯(lián)網(wǎng)的深入發(fā)展,新基建成為我國數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基石,作為新基建的重要組成部分,數(shù)據(jù)中心向集約化、規(guī)模化發(fā)展,但是與此同時,由于數(shù)據(jù)中心耗電量不斷刷新記錄,在碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)下,數(shù)據(jù)中心的節(jié)能減排也備受關(guān)注。

  隨著云計算、人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)和移動互聯(lián)網(wǎng)的深入發(fā)展,新基建成為我國數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基石,作為新基建的重要組成部分,數(shù)據(jù)中心向集約化、規(guī);l(fā)展,但是與此同時,由于數(shù)據(jù)中心耗電量不斷刷新記錄,在碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)下,數(shù)據(jù)中心的節(jié)能減排也備受關(guān)注。以整機(jī)柜、液冷為代表的開放計算技術(shù),能夠大幅降低數(shù)據(jù)中心能耗,推動數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施的綠色低碳可持續(xù)發(fā)展。

  數(shù)字經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展 雙碳背景下更需要以全局維度規(guī)劃數(shù)據(jù)中心

  在數(shù)據(jù)應(yīng)用越來越復(fù)雜的背景下,數(shù)字產(chǎn)業(yè)化,產(chǎn)業(yè)數(shù)字化快速推進(jìn),業(yè)務(wù)普遍開始走上向“云端”,原本作為輔助支撐的IT設(shè)備,轉(zhuǎn)變?yōu)楹诵纳a(chǎn)工具。同時隨著“計算”向“智算”的轉(zhuǎn)變,整個社會的計算需求呈現(xiàn)指數(shù)型增長,CPU/GPU作為算力核心承載器件,功耗日益增加,5年內(nèi),GPU的最高功耗將從500W突破至700W,CPU的最高功耗也將從300W突破至500W。隨著核心組件功耗的提升,據(jù)預(yù)測到達(dá)2025年,面向計算密集型應(yīng)用的42U單機(jī)柜功耗將普遍超過40kW/Rack,能耗的需求更是不斷攀升。以我國數(shù)據(jù)中心為例,整體用電量以每年超過10%的速度遞增,2020年我國數(shù)據(jù)中心用電量突破2000億千瓦時,占全社會用電量的比重升至2.7%;根據(jù)預(yù)測,到2030年數(shù)據(jù)中心用電量將突破4000億千瓦時,占全社會用電量的比重將升至3.7%。

  由此可見,數(shù)據(jù)中心是未來為數(shù)不多能源消耗占社會總用電量比例持續(xù)增長的行業(yè)。數(shù)據(jù)中心未來勢必要走上加快綠色發(fā)展降低碳排放的道路。工信部印發(fā)的《新型數(shù)據(jù)中心發(fā)展三年行動計劃(2021-2023年)》中也明確指出建設(shè)目標(biāo):到2023年全國數(shù)據(jù)中心總算力會達(dá)到200個EFLOPS的性能,國家樞紐節(jié)點算力規(guī)模占比超過70%,新建的大型數(shù)據(jù)中心的PUE要小于1.3。種種變化都在向數(shù)據(jù)中心提出全新的要求,數(shù)據(jù)中心已經(jīng)進(jìn)入了“共性規(guī)劃”+“個性適配”的時代,共性規(guī)劃將覆蓋了綠色節(jié)能、性能密度、快速交付、統(tǒng)一管理這些核心要求,而個性適配則要根據(jù)我們的數(shù)據(jù)中心的地方政策、資源指標(biāo)限制、行業(yè)屬性、技術(shù)現(xiàn)狀來決定。因此,在共性規(guī)劃+個性適配的階段,IT基礎(chǔ)設(shè)備的最大變化之一是其耦合程度逐漸提升,只有從數(shù)據(jù)中心層面去規(guī)劃供電、散熱、管理,才能取得最佳的效果。

  開放計算助力數(shù)據(jù)中心低碳高效發(fā)展

  開放計算是當(dāng)前乃至未來數(shù)據(jù)中心的創(chuàng)新主力,通過全球化協(xié)作的創(chuàng)新模式,解決數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施可持續(xù)發(fā)展的重大問題,如能耗、高速網(wǎng)絡(luò)通信、智能運維及循環(huán)利用等。構(gòu)建綠色高效的數(shù)據(jù)中心是開放計算重點關(guān)注的領(lǐng)域。

  開放計算最重要的貢獻(xiàn)之一是整機(jī)柜技術(shù)規(guī)范的制定,這也是最早的項目。在標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的推動下,整機(jī)柜取代了原本分散的、孤立的數(shù)據(jù)中心計算平臺,實現(xiàn)了硬件層面的解耦,將計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)、供電、散熱等多個模塊逐一拆分并重新組合,大大提升了系統(tǒng)部署的效率、降低后期運維的難度,從架構(gòu)層面實現(xiàn)了能耗的優(yōu)化,也讓數(shù)據(jù)中心朝著綠色環(huán)保的方向邁進(jìn)了一大步。目前國內(nèi)的大型互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心已經(jīng)使用了開放計算架構(gòu),PUE可以達(dá)到1.2,系統(tǒng)故障率降低 90%,運維效率提升3倍,總成本降低10%。

  液冷也是節(jié)能應(yīng)用的新方向,浪潮信息也在參與Rack & Power項目子課題,研究采用不同的液冷方式大幅降低數(shù)據(jù)中心的PUE,采用集中供電的技術(shù)提高數(shù)據(jù)中心電源的轉(zhuǎn)化效率。同時浪潮信息也在Hardware Management的課題推進(jìn)OpenBMC開源架構(gòu),實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心智能節(jié)能的管理,目標(biāo)是促進(jìn)節(jié)能技術(shù)的創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用,構(gòu)建綠色低碳的創(chuàng)新。

  無論是全新的架構(gòu)設(shè)計還是液冷帶來的能效提升,都讓數(shù)據(jù)中心的能耗有了明顯的變化。如今,以O(shè)CP為代表的開放計算已經(jīng)發(fā)展了10年,通過整機(jī)柜的模式,數(shù)據(jù)中心的能耗相對于傳統(tǒng)的服務(wù)器降低了15%,這其中包括了集中供電、集中散熱、高壓直流等多種技術(shù)的引入,而在液冷的加持下,這種能耗的節(jié)約可能會翻一番,達(dá)到30%甚至更多。

  由此看來,數(shù)據(jù)中心節(jié)能也是一項系統(tǒng)性的工程,除了傳統(tǒng)意義上風(fēng)火水電等基建層面的建設(shè)之外,IT系統(tǒng)架構(gòu)的調(diào)整乃至于軟硬件適配與協(xié)同工作,同樣會影響到系統(tǒng)的運行效率,進(jìn)而影響到耗電量與碳排放。

  作為OCP、ODCC、Open19全球三大開放計算組織的核心成員,浪潮信息積極推動綠色高效的開放數(shù)據(jù)中心標(biāo)準(zhǔn)建立,與產(chǎn)業(yè)鏈上下游伙伴協(xié)同創(chuàng)新。針對高密度整機(jī)柜服務(wù)器、支持液冷的高效制冷系統(tǒng)、高壓直流的高效供電系統(tǒng)等領(lǐng)域積極推動開放數(shù)據(jù)中心標(biāo)準(zhǔn)的建立與實踐。

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[責(zé)任編輯:姚小冰]
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