高效节能,绿色低碳:联想水冷解决方案赋能绿色智能算力基础设施_流体力学与传热学在智能制造中的节能策略

    联想凭借行业领先的温水水冷技术加速构建新一代绿色节能算力基础设施。近日,联想“温水水冷服务器”再次入选工业和信息化部编制的《国家绿色数据中心先进适用技术产品名录(2020)》,这是自2018年以来联想连续三年入选该名录。同时,信通院联合联想等公司申报的“《数据中心液冷服务器系统总体技术要求和测试方法》等6项团体标准”荣获“2021年度中国通信标准化协会CCSA科学技术奖”。在经过广泛成功应用经验以及权威认可后,联想的温水水冷及热回收技术已成为我国推广高效节能技术的卓越实践与行业标杆。联想所倡导的“新IT”理念将赋能新一代绿色智能算力基础设施建设,加快建成绿色低碳循环发展经济体系。

    以持续创新突破关键技术瓶颈,强大算力助推各行业高质量发展

    从数字化向智能化的升级中,核心的人工智能、数据中心等应用均建筑在数据、算力和算法这三大要素的基础之上。面对当前国内外形式的变化和新时期我国经济社会高质量发展的需要,国家在“十四五”规划中明确提出了强化国家战略科技力量。数据中心作为算力的载体,散热方面的优化必然会成为需要重点突破的技术瓶颈之一,而联想的液冷技术恰恰成为突破的瓶颈的关键技术之一。

                                               联想ISG全球服务器机构/散热/电源开发总监周晋鹏(左),联想ISG中国区产品研发总监李鑫(右)

    联想ISG全球服务器机构/散热/电源开发总监周晋鹏谈到:“从全球来看,云服务、高性能计算等技术正以突飞猛进的速度增长,算力已成为新时代的重要生产力。然而算力的爆发也对设备的功耗及热密度提出了空前挑战。联想深刻洞悉到全球市场对绿色节能的高性能服务器增长需求,并以此为契机持续深耕绿色智能算力基础设施。在众多散热方案中,我们认为温水液冷技术是应对算力爆发式增长挑战的最优解法。联想的‘温水液冷技术’汇聚了材料学、微生物学、流体力学、传热学等科研结晶,成为了业界标杆。正如海神(Neptune)系统的命名,联想依托超过二十年的技术积淀和行业理解,秉承温水液冷之道,凭借强大算力+高效散热+余热回收的‘海神三叉戟’,持续践行节能减排与价值创造的理念,为全球碳中和达标迈出坚实一步。”

    自2012年以来,联想依托持续的技术创新,不断优化自身液冷散热解决方案,将效率提升从85%提升到90%乃至更高水平。如今,液冷散热解决方案已经成为了全球趋势。联想已经在全球范围内部署超过5万个温液冷节点,帮助北京大学打造了国内首套温水液冷服务器高性能计算系统,PUE值为1.08,并为某气象局打造了领先的高性能计算机群,降低30%的机房投资成本,应对高精度天气预测的需要。

    联想液冷解决方案:帮助绿色智能算力基础设施实现成本与效益的完美平衡

    关于数据中心的建设标准,早在《关于加强绿色数据中心建设的指导意见》中就明确提出:新建大型和超大型数据中心设计电能使用效率值(PUE)不高于1.4,通过开展数据中心节能与绿色化改造工程使得既有大型、超大型数据中心PUE值不高于1.8。由此,通过散热设计有效降低能耗成为了建设绿色数据中心的主要手段,行业内也产生了风冷、液冷等不同散热冷却技术。

    目前,现有的数据中心建设中广泛采用的风冷散热方式,利用室外机+冰水机的冷却系统输出冷气对机房服务器进行散热的方式,不仅散热效率低,同时会耗费大量能源,难以满足建设绿色数据中心的要求。联想的液体冷却方案汇集了材料学、微生物学、流体力学、传热学等多学科的科研结晶,可以根据不同客户的业务需要,综合热转换模块、水冷背门、直接温水冷却服务器等方式,实现温水液冷+热能回收,综合降低PUE值的同时,创造能源的循环再利用。

    ThinkSystem SD650 V2适用于高效数据中心的液冷创新技术

    以ThinkSystem SD650 V2为代表的直接水冷服务器作为计算节点,对冷板设计进行了特定优化(采用并行水路设计,全铜硬连接),所有功耗部件均可被覆盖。当50度的温水进入服务器节点后,利用流水带走热能,再配合冷热分配系统和外冷设备,实现在有限单位体积内的高密度负载。保障计算节点的运行性能的同时,实现热能的复用。

    在成本方面,相比于传统风冷高密度解决方案,液冷解决方案同样能够带来更高的经济效益。并且,随着部署的计算节点数量的增长,液冷解决方案创造的经济效益将会逐级递增。以部署480计算节点的数据中心为例,传统风冷高密度方案虽然在前期投入方面略低于水冷节点方案,但随着时间和项目进程的推进,水冷节点解决方案在后期运维和升级以及能耗方面的优势将会显现。在一个为期7年的部署480节点的周期中,水冷节点解决方案能够比风冷高密度解决方案节省近1000万投入。

    技术赋能,联想绿色低碳智能算力基础设施助推“碳中和”目标实现

    在数字技术引发的智能化大变革时代中,面对我国提出的“碳中和”、“碳达峰”目标,社会各界正在实现社会经济的全面绿色发展重大转型。然而,作为计算力的载体,数据中心每年消耗超过2000亿千瓦时的能源,年排放超过1.08亿吨的二氧化碳和5万吨的污染物。受数据中心功率密度以及芯片功率增长的影响,未来数据中心的能源消耗和碳排放量仍将持续增长,建设绿色节能的算力基础设施刻不容缓。

    在目前行业内的众多绿色节能技术中,联想的绿色数据中心解决方案正在持续引领行业的发展趋势。利用联想行业领先的温水液冷、数据中心智能运维等前沿技术,能够将数据中心PUE值降低到1.1,实现每年超过42%的电费节省和排放降低。联想具备的是从底层的服务器、网络、存储、配套软件,到节能环保、风火水电等全栈式绿色算力基础设施建设能力和白手套式交付能力。从绿色能源、设备节能、智能运维、制冷技术以及绿色服务几大方面帮助信息产业基础设施实现绿色节能的优化提升。

                                            联想“温水水冷服务器”入选《国家绿色数据中心先进适用技术产品名录(2020)》

    正是凭借成熟的技术及解决方案,此次联想“温水水冷服务器”入选工业和信息化部编制的《国家绿色数据中心先进适用技术产品名录(2020)》,将会为加快推广高效节能技术、装备和产品,引导绿色生产和绿色消费贡献重要力量。

                                                                   联想荣获“2021年度中国通信标准化协会科学技术二等奖”

    同时,作为行业内的技术领先者,联想也在联合行业权威专家、企业制定技术标准和测试方法,此次联想参与起草的“《数据中心液冷服务器系统总体技术要求和测试方法》等6项团体标准”荣获中国通信标准化协会(CCSA)的肯定,推动液冷散热技术的有序发展。

    联想ISG中国区产品研发总监李鑫表示:“作为智慧算力的领导者,联想依托‘全球智慧+本地创新’的业务战略,以全球领军技术结合对本地客户的精准洞察,打造出行业领先的前沿产品技术和定制化解决方案。联想的温水液冷解决方案和液冷服务器接连获得权威认可,是对我们在技术层面的领先性和成熟度的重要肯定;同时,随着数据中心、人工智能产业的发展,液冷技术也恰恰是突破算力基础设施建设瓶颈的关键技术之一。我们相信,联想的新一代绿色智能算力基础设施,在满足国家‘碳中和’战略的同时,亦能够用强大高效的算力,赋能各行业客户的高质量发展。”

    作为中国企业可信赖的数字化转型的合作伙伴,联想企业科技集团将聚焦在广泛的行业基础架构和解决方案推动客户数字化转型,以“新IT”之力打造绿色智能算力基础设施,推动绿色低碳循环发展经济体系的建设。