過去一段時間，整個長江以南地區都遭遇了前所未有的用電荒，其中以成渝地區為代表的高溫更勝一籌，甚至連遠在千里之外、燈火輝煌的上海外灘都受到了影響。

 

針對大范圍的持續高溫，聯合國政府間氣候變化專門委員會和世界氣象組織均指出——未來7-22年，全球溫度可能升高1.5攝氏度，高溫熱浪有可能延續較長時間。這不能不引起警惕，畢竟保護地球環境關乎每個人的生活與健康。

 

要避免高溫熱浪等極端天氣的常態化，需要人類共同行動迅速減少溫室氣體排放，發展低碳清潔能源、增加碳匯、改變生活方式等等皆是有力措施，這其中的核心就是“碳排放”。

 

 

 

從今年開始，“碳排放”這個詞出現的頻率越來越多，人們也開始從各種渠道了解到“碳排放”的價值所在。早在2020年9月，中國就明確提出了2030年“碳達峰”與2060年“碳中和”的目標，并陸續頒布了《關于完整準確全面貫徹新發展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》以及《2030年前碳達峰行動方案》等多份重要文件，作為國家級戰略規劃。

 

而在今年大火的“東數西算”從戰略實質層面強調了能效的概念，雖然西部地區擁有強大的能源支撐，但是國家依然將“碳排放”作為衡量數據中心價值的重要標準之一。

 

作為“碳排放”大戶，數據中心的耗電量非常驚人。國家統計局數據顯示，僅在2020年，國內數據中心年耗電量為2045億千瓦時，占全社會用電量的2.7%，超過了三峽水電站一年的發電量。而在數據中心，IT和空調制冷設備是主要能耗來源，兩者通常占數據中心總能耗的85%。

 

換句話說，如果能通過技術手段改進數據中心特別是IT設施和制冷設備的耗電量、降低整體PUE(電源使用效率，Power Usage Effectiveness)，就可以節省大量能源，對社會的節能事業大有裨益。

 

因此各地陸續出臺針對數據中心能耗的要求和管理辦法，比如去年，北京、上海、深圳等一線城市就要求新建數據中心能耗值PUE不高于1.3，雖然這個數字看起來并不突出，但要知道在IDC三年前發布的《2019中國企業綠色計算與可持續發展研究報告》中，依然有85%的受訪企業數據中心能源使用效率處于1.5-2.0之間——這也意味著數據中心降低PUE的道路并不平坦。

 

其中關鍵在于如何有效降低IT基礎設施的耗電量，如何提升其利用效率和散熱效果，而這對于IT基礎設施服務商提出了更高要求。對此，戴爾科技集團也給出了自己的答案——包括風冷、液冷在內的多形態智能冷卻方案，以及OpenManage Enterprise Power Manager一體化管理平臺。

 

 

 

如前所述，數據中心最大的問題是什么?耗電。為了降低數據中心能耗，最大限度地將電力用在計算上，整個行業可謂“操碎了心”，也提供了不同的解決方案。

 

比如戴爾的智能冷卻方案就給了用戶更多的選擇。具體到目前第15代PowerEdge服務器系列，它通過設計優化與軟件適配，相比上一代的產品已經實現了碳排放的大幅度降低，節能效果可達到17%~30%，即在同等能耗的情況下性價比可以提高14%~35%。

 

這些離不開智能冷卻方案的多元化降碳應用，戴爾在智能冷卻技術方面采用了開放式的策略，從服務器設計到散熱方案都有所革新，并提供多種服務器散熱解決方案，以滿足不同行業、不同場景下的客戶應用需求。

 

◆風冷

 

風冷是數據中心最常用的散熱方式，如今更多的數據中心通過封閉冷通道或熱通道實現空氣流動與冷氣利用的最大化，也保障了數據中心的散熱效果。不過戴爾并不滿足于此，而在風冷散熱方面加入了更多革新手段。

 

●比如PowerEdge服務器特色的“多矢量冷卻”技術，由控制算法、熱和功率傳感器、組件映射風扇分區和氣流導流罩組成，可平衡、智能地引導氣流穿過對稱排列的關鍵子系統;

 

●除了具有成本效益的標準風扇外，戴爾還設計了多層高性能風扇，經過優化的CPU散熱片不僅提高了散熱能力，還能簡化機箱內的氣流和空氣溫度分布;

 

●另外，T形系統主板布局和位于機箱每個角落的PSU可改善氣流的平衡和系統的冷卻效果，從而提高冷卻效率;

 

●最后，戴爾在機架的PDU側規劃了更好的電纜布線設計，電源線可由網格分配加以隔離，從而實現冗余。

 

得益于這些優勢，戴爾在傳統風冷散熱的基礎上融入了更多智能化的元素，也讓散熱變得更加高效。

 

◆液冷

 

相比風冷，液冷是當下熱門的散熱方式，戴爾也提供了主流的冷板式和浸沒式兩種液冷解決方案。其中，冷板式液冷經過多年發展，已經在業內獲得廣泛認可，并憑借更便捷的部署方式得到不少客戶青睞。

 

測試數據顯示，戴爾的冷板式液冷散熱效率是空氣效率的5倍，同時冷板式液冷也沒有傳統風冷的軸承壽命等問題，提供了更長時間的穩定運行選擇，也更具前瞻性。

 

另外需要特別提出戴爾特色的泄露感應技術，它解決了長期困擾用戶的安全問題——如果發生冷卻劑泄漏，系統的泄漏傳感器將在iDRAC系統中記錄警報并針對錯誤偵測結果設置對策，以便有效地采取行動，例如發出警報或關閉服務器電源等。

 

浸沒式液冷作為液冷應用的另一種形態，是一種典型的直接接觸型液冷，它將發熱的電子元件浸沒在冷媒中，依靠液體流動循環帶走熱量。因其良好的散熱效果和出色的穩定性，近些年許多技術成熟的浸沒式液冷產品也吸引了業界不少目光。

 

針對不同場景的需求，戴爾提供了單相浸沒和雙相浸沒兩種散熱方式。單相浸沒是一種利用油性液體的成熟解決方案，將系統放置在一個充滿液體的容器中，該容器可捕獲100%的系統熱量，所使用的流體與客戶設施水CDU相連，冷卻閾值限制在400W TDP，具備成本低、部署簡單的優勢。

 

雙相浸沒與單相浸沒式一樣，也是浸沒到充滿液體的容器中，不同的是這種散熱方式會發生氣液兩相轉變，從而涉及到液體的蒸發、冷卻等問題，難點在于要考慮相變帶來的氣壓變化。不過雙相浸沒式的散熱效果較好，可支持高達650W TDP的冷卻容量，也非常適合在數據中心的大規模部署。

 

在數據中心，對系統架構碳排放的管理不僅僅存在于散熱層面，也包括供電的精準化控制等。這就必須要提到戴爾OpenManage Enterprise Power Manager 3.0軟件。

 

OpenManage Enterprise Power Manager 3.0是一款針對服務器電源管理的產品，主要工作原理是通過PowerEdge服務器中內置的iDRAC控制器對服務器的用電情況進行查看、測量和控制，管理服務器的功耗，以實現低碳節能。

 

測量數據中心的服務器、機架等設備能耗，通過預定義的設置減少非關鍵設備能耗、管控和管理包括處理器在內的設備運行狀況、為單臺服務器或集群設置功率上限……OpenManage Enterprise Power Manager 3.0這些優勢功能的引入都可以幫助數據中心運維者實現更好的能耗管理，讓數據中心運行狀態變得一目了然。

 

同時，該軟件還具有根據各地碳排放因子生成碳排放管理報告的功能，讓管理員實時掌控和匯總數據中心碳排放情況，對于整個碳排放表現做到心中有數。

 

如今戴爾智能冷卻方案已經廣泛應用于多個領域，除了傳統的風冷散熱之外，液冷領域也在國內外多點開花：

 

曾在TOP500榜單中世界排名第五、位于美國德克薩斯高級計算中心TACC部署的液冷集群PUE可以達到1.03;而在國內，戴爾也幫助武漢某高校的超算數據中心通過浸沒式液冷技術實現了1.049的超低PUE，推動中國科研應用快速發展。

 

時至今日，節能降碳已成為國家與產業的發展要求。“碳達峰”、“碳中和”宏偉目標的實現需要全社會共同努力。戴爾希望借助自身的技術服務能力，通過智能冷卻方案的廣泛應用，最大程度地幫助行業優化應用、提升電力利用率，切實踐行“在中國，為中國”的理念。

 

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