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曙光液冷服务器为数据中心高功率密度解压

发布时间：2022-07-28 05:00:03 作者：gdvd 阅读量：8368

就目前行业发展形势来看，服务器液冷技术势必将带来服务器物理形态的变革，同时带来数据中心建设模式的变革，从而对信息化产业格局产生革命性的影响。而此次曙光正式量产的间接混合冷却式液冷服务器TC4600-LP的发布使节能降耗带来了变革性的创新，从而实现数据中心整体提升制冷能效，相信其技术和产品将为机房制冷行业会带来新的曙光。

　　数据中心快速增长的功率密度带来了其能耗的急剧增加，这需要人们对数据中心制冷技术不断创新，提升制冷能效。而面对如此棘手的问题，曙光给大家带来了一个惊喜。

　　在6月份ISC14国际超级计算大会上，曙光率先发布了国内首款全浸没式液冷服务器PHPC300;8月，曙光公司又发布间接混合冷却式液冷服务器TC4600-LP服务器;在SC国际超算大会上，曙光将继续发布全浸没式液冷工作站。曙光已经走在服务器制冷技术的前沿，并将新技术逐渐推广，服务于用户，为用户提高效能的同时，节约成本，提升竞争力。

　　9月4日，曙光液冷服务器TC4600-LP媒体沟通会在曙光大厦进行。中科曙光数据中心产品事业部总经理沈卫东就如何市场对于液冷服务器的态度以及发展趋势，间接混合冷却式液冷服务器TC4600-LP性能以及功能等问题与记者一起探讨。

　　液体冷却技术高效可靠

　　近年来，随着数据中心功率密度的不断提高，传统的服务器风冷降温模式带来问题越来越突出，作为国内服务器领先厂商，曙光公司近日重磅推出革新性基础设施的国内第一款量产液冷服务器产品TC4600-LP。据介绍TC4600-LP产品为曙光最新研发的采用间接混合冷却式液冷服务器，其具有低PUE值，更高密度、更高可靠性、节能降噪以及低成本的优势。它主要性能与风冷版本完全相同，但TC4600-LP由于CPU核温降低、风扇减少，使服务器整机功耗降低了5%;另外，由于配套的基础设施GreenLC整体方案具有全年自然冷却的功能，使基础设施冷却系统的运行能耗降低40%-60%。

　　一直致力于探索高效制冷技术研究工作的曙光公司，将TC4600-LP设计为采用液冷+风冷的组合冷却方式来实现服务器热量的有效转移，此款产品充分体现了曙光在服务器冷却技术上面的思考。TC4600LP仅需将原发热部件的风冷散热器替换为液冷散热器(或称冷板Cold Plate)，并将冷媒管路引出机箱即可，让其“消暑降温”更感神速。其通过液冷板、液冷头等高效热传导部件将被冷却对象的热量传递到冷媒中，其通过液冷板、液冷头等高效热传导部件将被冷却对象的热量传递到冷媒中，通过这样传导让服务器的热量导出，外界的冷量导入。

　　一向追求完美的曙光巧妙地解决了漏液问题。曙光通过负压模式可以把将管中的液体吸收回来，不论是简单的插拔还是导管出现断口，由于内部是负压，所以导管内部的液体实际上是被倒抽回来，同时还要向里充空气，以保证导管中的液体不会渗漏。据悉，此产品可采用油、水、蒸发冷媒三种冷却液体，曙光首推的一款是用水冷却，这也让我们看到了曙光对该产品的信心。

　　众所周知，传统采用风冷服务器-机房空调机的冷却方式有一个致命的缺陷，就是冷却系统能耗高。其中的原因主要有两个：空气与液态冷媒相比，输送功率大、传热温差大，是妨碍功率密度提高的瓶颈。前者造成风扇功耗大，后者则导致必须使用压缩机制冷而压缩机功耗比自然冷却的泵系统功耗高得多。而采用液冷服务器-自然冷却冷站的数据中心，PUE则可轻易降低到1.2以下，甚至可达到1.1。

　　据沈卫东介绍，采用液冷方式降低能量传输中的热阻，降低了传热温差，可以允许在室外温度高达30度，甚至于40度时实现自然冷却，无需压缩机制冷。可显著降低PUE,并在理想情况下可以将PUE降低至1.2以下，甚至突破1.1 大关。

　　液冷服务器有效解决机柜高功率密度问题

　　长期以来，散热是服务器拓展的瓶颈，需要液冷突破传统思维和技术瓶颈。而从后期运维成本上来讲，投资成本上会有所增加，但增幅不大，却能大大降低用户的运营成本，提升企业竞争力。

　　针对于节能这个曙光从不忽视的话题，此款液冷服务器TC4600-LP提高整个机柜的密度，因为刀片服务器还是尽量发挥其高密度的优势，如果只从空间密度和空间能力来讲，一个刀片机箱是高度为5U，42U高配置风冷的机柜中，可放置8个5U的刀片机箱。而液冷增加了一个HCDU水平分液单元，一个刀片机箱6U。因此同等高度机箱，可配置7个6U刀片机箱，这似乎是减少了服务器的数量。但实质上风冷的机柜根本装不满，装不满的原因不是空间的瓶颈也不是配电的瓶颈，而是空调的瓶颈，精密空调很难对一个机柜30千瓦功率密度进行有效制冷，30千瓦以上就更为困难。如今，曙光用间接式液冷将机柜大部分热量通过液体带出来，可放置6个刀片服务器。

　　目前来看液冷服务器和风冷密度没有太大区别，其原因是由于曙光的服务器不是专为液冷技术设计的服务器。而现有风冷服务器的液冷版本，只需稍微做一些变动，因此密度没有太大的变化。而一旦专门为液冷技术配套服务器，其功率可以再提高十倍，20千瓦一个机柜是很轻易的，这样主板要设计更薄，间距更加紧密，但是那是另外一个问题。

　　首先，液体系统在几年时间有一定的泄露量，相对于风冷系统，其运营成本有所提高，但并不显著。从目前TC4600-LP这款产品来讲，其运营成本实际上有两个方面，一个方面是日常的运营，一个是故障恢复，日常运营实际上没有太多的运营工作， TC4600-LP在日常运营里面，每年需要做一次维护的保养，这是主要检测泄露的可能，但是对于日常工程师来讲看不出运行维护工作量有什么增加。

　　液冷服务器技术和应用任重道远

　　作为国内服务器领先厂商，曙光公司这款间接混合冷却式液冷服务器TC4600-LP不仅提高了国内用户对于液冷服务器的认知，也让企业真正意义从液冷服务器受益。

　　虽然全球有几家国外知名服务器厂商研发全浸没式服务器，但对于对液冷性能做研究，大家没有真正做到服务器产品化，因为这里面有很多技术需要突破，排放液是一方面，密封是一方面。另外，基础设施，液体储存、添加、二次交换等技术还没有真正成熟，虽然曙光现在在技术储备上有一定的权威，但真正实现全浸没式，仍有很多问题需要调整。

　　在德国，很多用户看到液冷服务器之后其需求非常迫切，关注何时有真正的产品?综合以上两种情况，曙光此次先推出混合式，在技术应用上先迈出半步，解决行业所需，让用户解决目前的棘手问题，这才是关键。而年底之前，曙光也将会有一个全液冷工作站开始运行，相信很快会给人们在液冷服务器上有更多认知。

　　数据中心余热回收发电暂不可行

　　记者针对国内外数据中心节能情况，以及此款液冷服务器过程当中，如果产生的余热可不可以回收后用来发电这一问题，与曙光方面进行了沟通。沈卫东先生对此进行了阐述。他表示，以前提到过数据中心余热回收发电这样的概念，但是真正余热发电可能还要在曙光液冷技术应用之后再去谈余热发电。余热发电其最大的困难在于余热温差要足够的大，才可用于发电，因为所有热量转移到室外去了，所以室外的温度是整个传热过程中的终点。冷媒的最高温度是传热的起点，所以空气作为冷媒的时候，空气在机房里最高是35度左右，25度进风、35度出风，那是整个流动的最高点是35度，而液体是浸没式的，曙光留下的液体可以达到大概55度，液体到55度的冷却，这时候相当于提高了20度，减少了温差，只有温差大的时候，温差发电才有意义。目前，国外有相应的设备推出，美国军队有野战使用的温差发电机，但是成本很高，技术难度大。目前来看恐怕还难以应用。只有等到液冷全部铺开应用之后，大家觉得PUE为1.1还有没有潜力?降低到1以下怎么样?那时候才有人去研究并规模性实现温差发电的问题。

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