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双碳目标下,开放计算成数据中心绿色节能新选择

发布时间:2021-12-17 13:29    浏览量:109     分享:

随着云计算、人工智能、大数据、物联网和移动互联网的深入发展,新基建成为我国数字经济发展的基石,作为新基建的重要组成部分,数据中心向集约化、规模化发展,但是与此同时,由于数据中心耗电量不断刷新记录,在碳达峰、碳中和目标下,数据中心的节能减排也备受关注。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。

数字经济快速发展 双碳背景下更需要以全局维度规划数据中心

在数据应用越来越复杂的背景下,数字产业化,产业数字化快速推进,业务普遍开始走上向“云端”,原本作为辅助支撑的IT设备,转变为核心生产工具同时随着“计算”向“智算”的转变,整个社会的计算需求呈现指数型增长,CPU/GPU作为算力核心承载器件,功耗日益增加,5年内,GPU的最高功耗将从500W突破至700WCPU的最高功耗也将从300W突破至500W随着核心组件功耗的提升,据预测到达2025年,面向计算密集型应用的42U单机柜功耗将普遍超过40kW/Rack,能耗的需求更是不断攀升以我国数据中心为例,整体用电量以每年超过10%的速度递增,2020年我国数据中心用电量突破2000亿千瓦时,占全社会用电量的比重升至2.7%根据预测,到2030年数据中心用电量将突破4000亿千瓦时,占全社会用电量的比重将升至3.7%

由此可见,数据中心是未来为数不多能源消耗占社会总用电量比例持续增长的行业数据中心未来势必要走上加快绿色发展降低碳排放的道路工信部印发的《新型数据中心发展三年行动计划(2021-2023年)》中也明确指出建设目标:到2023年全国数据中心总算力会达到200EFLOPS的性能,国家枢纽节点算力规模占比超过70%,新建的大型数据中心的PUE要小于1.3种种变化都在向数据中心提出全新的要求,数据中心已经进入了“共性规划”+“个性适配”的时代,共性规划将覆盖了绿色节能、性能密度、快速交付、统一管理这些核心要求,而个性适配则要根据我们的数据中心的地方政策、资源指标限制、行业属性、技术现状来决定因此,在共性规划+个性适配的阶段,IT基础设备的最大变化之一是其耦合程度逐渐提升,只有从数据中心层面去规划供电、散热、管理,才能取得最佳的效果。

开放计算助力数据中心低碳高效发展

开放计算是当前乃至未来数据中心的创新主力,通过全球化协作的创新模式,解决数据中心基础设施可持续发展的重大问题,如能耗、高速网络通信、智能运维及循环利用等构建绿色高效的数据中心是开放计算重点关注的领域。

开放计算最重要的贡献之一是整机柜技术规范的制定,这也是最早的项目在标准化、模块化的推动下,整机柜取代了原本分散的、孤立的数据中心计算平台,实现了硬件层面的解耦,将计算、存储、网络、供电、散热等多个模块逐一拆分并重新组合,大大提升了系统部署的效率、降低后期运维的难度,从架构层面实现了能耗的优化,也让数据中心朝着绿色环保的方向迈进了一大步目前国内的大型互联网数据中心已经使用了开放计算架构,PUE可以达到1.2,系统故障率降低 90%,运维效率提升3倍,总成本降低10%

液冷也是节能应用的新方向,浪潮信息也在参与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同时浪潮信息也在Hardware Management的课题推进OpenBMC开源架构,实现数据中心智能节能的管理,目标是促进节能技术的创新和产业的应用,构建绿色低碳的创新。

无论是全新的架构设计还是液冷带来的能效提升,都让数据中心的能耗有了明显的变化如今,以OCP为代表的开放计算已经发展了10年,通过整机柜的模式,数据中心的能耗相对于传统的服务器降低了15%,这其中包括了集中供电、集中散热、高压直流等多种技术的引入,而在液冷的加持下,这种能耗的节约可能会翻一番,达到30%甚至更多。

由此看来,数据中心节能也是一项系统性的工程,除了传统意义上风火水电等基建层面的建设之外,IT系统架构的调整乃至于软硬件适配与协同工作,同样会影响到系统的运行效率,进而影响到耗电量与碳排放。

作为OCPODCCOpen19全球三大开放计算组织的核心成员,浪潮信息积极推动绿色高效的开放数据中心标准建立,与产业链上下游伙伴协同创新针对高密度整机柜服务器、支持液冷的高效制冷系统、高压直流的高效供电系统等领域积极推动开放数据中心标准的建立与实践


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