近年來,由于金融電信等行業需求的增長、既有機房的升級改造、以及政府公共服務平臺建設的加大投入等各方面的驅動下,數據中心獲得了空前的發展,但同時,也面臨著多方挑戰,綠色節能成為數據中心未來發展的重要趨勢。
數據中心規模的劇增帶來了運營成本的大幅提高,其中電力成本是最主要的運營成本,如何提升電源利用效率成為各大數據中心大戶的一大課題。目前包括Google、Facebook、微軟、BAT在內,都在積極引入各種綠色節能技術以降低PUE,通過液冷技術降低能耗的方式也逐漸進入了人們的視野。
所謂液冷,是指通過某種液體,比如水、氟化液或是某種特殊的不導電的油,來替代空氣,把CPU、內存條、芯片組、擴展卡等器件在運行時所產生的熱量帶走。其工作方式大致可以分為兩種,一種是間接的冷板方式,即器件本身不直接接觸液體,而是先把熱量傳輸給裝有液體的銅制冷板,再通過液體循環帶出設備,由于冷板只能覆蓋部分發熱元件,其他元件的熱量仍然需要風扇來將熱量帶出去;
另一種是直接的浸沒方式,即把器件甚至是整機直接浸泡在液體中,再通過液體循環把熱量帶出去,完全不需要風扇。前者是對風冷方式的改良,是早期數據中心液冷技術向單機系統的遷移,后者則顯然更具革命性。
今天我們就給大家介紹一款間接的冷板式液冷服務器:聯想NeXtScale nx360M5 WCT(Water Cooling Technology)。
聯想NeXtScale nx360M5 WCT是將冷卻水從特制的注水口流入,經過密閉的散熱管流進主機,帶走CPU、內存、InfiniBand網卡的熱量后再流出。而且,經過獨特的設計,這套系統對冷卻水的溫度要求非常寬松,即便是45攝氏度的水,也能夠參與熱交換正常散熱。
液冷服務器之所以越來越受到關注,其原因還在于同風冷方式相比,液冷系統密度更高、更節能、防噪音效果更好。一個數據中心,要想實現PUE值低于1.2,通過液冷服務器可以輕松實現,目前風冷技術下,每機柜的功耗最多只能到30千瓦,而液冷可以輕松達到每機柜100千瓦,這樣可以實現更高密度的數據中心。另外,對于一個30千瓦的機柜,服務器運行時產生的噪音會達到85分貝以上,這意味著兩個人面對面說話時都需要扯著嗓子喊才能讓對方聽到,而使用冷板式,可以將噪音降至60分貝以下,使用浸沒式,就能達到完全靜音的效果。
值得一提的是,服務器的液冷技術并不需要昂貴的水冷機組,在減少總體擁有成本的同時,顯著增加了數據中心的能源效率,而且做到了綠色環保。它還可以控制運營成本,使初始投資實現快速回報。這在那些高電力成本、高成本的數據中心顯得尤其重要。
其實聯想這款液冷服務器早在2014年的SC全球超級計算大會上就有展示,德國萊布尼茨實驗室已經使用了聯想的NextScale nx360M5冷板式液冷服務器,聯想基于NeXtScale為他們打造了采用水冷技術的超級計算機SuperMUC。
根據數據顯示,水冷技術的SuperMUC相較于風冷節省了多達25%的能耗。而且,專用的管理軟件還可跟蹤分析SuperMUC的能耗數據,對運行頻率、任務分配進行精細化管理。綜合下來,SuperMUC最高可節省40%能耗,全年共節省180萬歐元的開支。
同時,由于水冷技術高效的冷卻效率,節點內CPU運行溫度會遠比風冷狀態下低,智能睿頻加速特性也可以持續穩定的開啟,性能表現還能提升15%,而且,更高的冷卻效率,也意味著在不降低性能的前提下,服務器密度還能繼續提升,實現超高密度的數據中心或超級計算機。
寫在最后,目前,冷板式的液冷技術已經比較成熟,具備了產業化的可行性。但對于更具革命性的浸沒式液冷技術,仍然處于發展初期。據了解,液冷服務器的用戶主要還是大型數據中心和超級計算中心,這些用戶對于高密度擴展、綠色節能、機房靜音的需求比較迫切,已經有一些用戶開始使用液冷服務器,不過對于企業級應用,無論是普通的服務器,還是大型數據中心,液冷技術的普及之路還剛開始。