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浪潮信息赵帅:推动绿色计算 筑实算力基础

2023-04-20 18:34 4258

计算的绿色化是创造社会价值的关键手段,也是未来算力发展的重要支撑之一

北京2023年4月20日 /美通社/ -- 近年来,我国数字经济发展驶入了快车道,深入影响着人们的日常生产生活。算力已成为数字经济时代最核心的生产力,据IDC、浪潮信息、清华大学全球产业研究院联合发布的《2021-2022全球计算力指数评估报告》显示,计算力指数平均每提高1个百分点,数字经济和GDP将分别增长3.5‰和1.8‰。

在数字经济大潮推动下,全球各地掀起了建设数据中心的热潮。算力基建化正当时,数据中心的发展方兴未艾,每年仍在以20%以上的增速快速增长。而与此同时,作为耗电大户,数据中心的规模化发展也带来了节能降碳的挑战。目前全世界数据中心的规模已经积累到一定阶段,但也可以看到,计算力的潜力还没有被完全挖掘出来,以承载元宇宙、自动驾驶业务等为代表的智算中心在快速建设之中,未来计算的规模将会上升到新的阶段。

在此阶段,如果融入绿色因子,提前布局,必然能使算力基础更加坚实,达到效益与生态的兼顾,提前仔细规划,审慎选择是高质量发展的有效方式。不积跬步无以至千里,任何事情均不会毕其功于一役。计算的绿色化也是如此。围绕着计算这一生产要素,以数据中心为实体,聚集了数据中心设施生产企业和计算的应用使用者。在这其中,绿色计算所承载的就是不断优化升级数据中心结构,提升算力从产生、传输到应用的效率。一方面,尽量减少算力产生对环境造成的破坏,而另一方面则是使产生的算力尽可能的施加到应用层面,减少额外的损耗。

浪潮信息一直是绿色计算的先行者和积极推动者,围绕绿色技术及产品开发,绿色标准及评价方法等方面构建了坚实的绿色积累。

从部件、整机到方案,全栈布局绿色降碳技术

在减少计算对环境施加影响方面,主要手段就是不断革新技术及工艺,并将其应用到数据中心当中。这其中需要重点考虑的是新技术引入所产生的价值与投入该技术所产生的支出的比值,而不是盲目引进新的节能技术。这一切发生在计算相关的设备生产、建设、使用过程中。其中在使用环节,各种能源的节约是重要方面,包含电能、水能等。节约电能主要为减少各环节的电能损耗,提升电能转化为算力的效率。目前除IT设备本身用电外,最大的损耗为制冷环节所产生,因而制冷新技术的应用将极大改善电能损耗,进而降低碳排放。在制冷技术发展趋势中,液冷技术凭借能够解决高功耗、高密度散热问题;有效利用自然冷源冷却,实现数据中心PUE低至1.1;有效提高大型IDC空间利用率,并降低数据中心环境依赖性等优势逐步成为新型数据中心的重要选择。引入液冷系统增加10%的初始投入,而它带来的电能节省使其1.5年即可回收成本。

随着算力需求的快速增长,对数据中心节能降碳的要求变得极为迫切。浪潮信息从部件级节能、整机级节能再到数据中心级节能,进行了全栈布局,创新绿色节能技术,践行绿色发展。

在部件层面,采用硬盘固件优化,实现磁盘深度睡眠,节省约70%的硬盘电能消耗。在服务器散热中采用全新的虹吸散热技术,使CPU等芯片散热效率提升15%,服务器单节点功耗下降10%。同时,服务器结合浪潮信息自研服务器管理软件实现硬盘上下电、智能调速、功耗封顶等节能措施,使服务器整体功耗再下降16%。

在整机层面,通用服务器、高密度服务器、整机柜服务器和AI服务器均支持冷板式液冷,实现液冷数据中心PUE降至1.15,助力数据中心绿色低碳发展。同时浪潮信息建成了亚洲最大液冷数据中心研发生产基地"天池",是践行碳中和的又一重磅举措。

在方案层面,浪潮信息具有从室外液冷一次侧循环冷源到室内CDU、集液器、液冷二次侧循环、液冷服务器等全线布局,为用户全方位打造绿色节能数据中心交钥匙工程。同时,浪潮信息还可根据客户所处地理环境的特点,帮助客户采用自然冷源、绿电直供等方式,最大程度上实现节能降碳。


建设高效算力资源调度系统,提升资源利用效率

在算力尽可能施加到应用的角度上,让算力分布更好的匹配业务场景,同时在算力应用低谷,关闭不必须的设备,将极大提升算力输出效率,这就催生出软件层面上更加匹配客户应用的计算调度与管理系统。这个层面可以分为两个维度去考虑:首先是数据中心的布局与实际需求吻合,避免数据中心的盲目建设与需求不匹配问题;其次是数据中心内部的算力调度建设。目前数据中心的发展趋势为往大型、枢纽型方向发展,而边缘数据中心则作为并存补充,对于前者,调度系统尤其重要。

为实现资源优化配置,提升资源使用效率,浪潮信息积极布局,推动区域之间、云边之间、多云之间的算力高效调度,促进全国算力资源一体化协同发展。

浪潮信息智算操作系统可将多个数据中心进行统一管理与调度。浪潮信息智算操作系统具有算力感知功能,可实现算力资源的自动识别,根据对算力的需求匹配最佳的算力资源。在算力调度层面,可实现东西部之间、云和边之间、多云之间算力资源的连通与调度,构建算力资源池,实现算力资源的智能调度。同时,浪潮信息智算操作系统具有智能管理与运维的功能,在智能管理上实现系统运行情况的智能分析、资源供给的远程调度等功能;在智能运维上,具有自动巡检、智能预警和智能修复等功能。浪潮信息智算操作系统可实现算力资源的高效释放。

推进绿色技术标准化,建立完善的绿色评价体系

计算的绿色化是一项需要长期坚持的工作,新的技术还在不断迭代、进化,需要将其中具有高潜力的技术不断植入。

那么这就会产生两个问题:如何判别此项技术具有较大潜力,如何使该项技术以较小的代价和较快的迭代速度应用在计算领域里。

识别出高效的节能技术进而快速应用,需要行业形成比较统一的共识。这里面包含两方面的工作:第一,制定行之有效的绿色评价方法。该方法旨在鼓励采用节能的技术及方法以创造较好的社会效益。第二,制定出业界能够达成统一的标准,这样可以有效的减少因为计算器件不兼容不匹配而造成的生产资源浪费问题。

为使绿色技术更好更快的应用在数据中心里,浪潮信息积极布局绿色标准及评价体系建设。目前,浪潮信息已参与制定与发布10余项冷板式液冷、浸没式液冷相关设计技术标准。由浪潮信息牵头的国内首批冷板式液冷数据中心核心部件标准已通过项目评审和论证,在开放计算标准工作委员会(OCTC)获批立项,涵盖冷板、连接系统、冷量分配单元、监控系统等部件,其中冷板部件标准已于今年正式发布。4个重量级冷板式液冷数据中心核心器件技术规范的立项有利于部件厂商更快的掌握液冷关键部件设计、加工与生产环节,促进良性竞争与液冷部件产业的健康发展;有利于为服务器和存储设备厂商液冷部件选型提供技术依据,实现整机成本优化;有利于终端用户在液冷数据中心系统及设备选型阶段更加精准与便捷地决策,减少方案对比的冗杂度。将进一步推动液冷产业的快速发展及液冷技术的大规模普及。


开放计算是当前乃至未来数据中心的创新主力,以整机柜、液冷为代表的开放计算技术,能够大幅降低数据中心能耗,推动数字基础设施的绿色低碳可持续发展。

浪潮信息持续推进基于绿色、开放标准的开放计算服务器、整机柜服务器技术创新,采用集中供电、集中散热和集中管理的设计架构,具有更高的电源转化效率,更加高效节能。据某大型数据中心实际测试显示,使用浪潮信息整机柜,电源转化效率提升5%,数据中心电力节约30%,系统故障率降低90%,并且运维效率提升3倍以上,交付速度提升10倍以上。参与Rack & Power项目子课题,研究采用不同的液冷方式大幅降低数据中心的PUE,采用集中供电的技术提高数据中心电源的转化效率,并参与Hardware Management项目子课题,推进OpenBMC开源架构,实现数据中心智能节能的管理,促进节能技术的创新和产业的应用,助力绿色低碳的开放数据中心创新实践。  此外,浪潮信息参与制定服务器领域各类标准60余项,获得2022年"中国标准创新贡献奖"二等奖。

未来,浪潮信息将继续携手产业链上下游合作伙伴,依托自身在绿色数据中心领域强大的研发储备、丰富的产品体系、出色的液冷智造供应与交付能力以及构建完善生态的产业格局,助推数据中心产业转型升级,让数据中心实现绿色低碳发展。

消息来源:浪潮信息
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